[发明专利]DBD等离子体反应器放电特性和热效应实验测试评价分析方法

说明书

本发明公开DBD等离子体反应器放电特性和热效应实验测试评价分析方法，本发明搭建了同轴线‑筒形DBD反应器实验系统，基于Q‑V李萨如图形法及量热法，并与瞬时功率法进行对比验证了Q‑V李萨如图形法测量放电功率的有效性，通过与电加热器实验数据进行对比验证了量热法测量反应器的热效应的有效性，进一步有效提高实验测试结果的精准性和科学性，同时考虑到气体的热力学参数随温度的变化，研究不同放电电压、放电频率、气体流速、气体温度等参数对下DBD反应器的放电功率、热功率及热效率的影响规律，从而弥补了反应器放电特性和热效应实验测试方法的空白，为多个应用场景中的DBD反应器参数优化设计提供重要指导。

技术领域

本发明涉及等离子体反应器实验测试分析技术领域，涉及到DBD等离子体反应器放电特性和热效应实验测试评价分析方法。

背景技术

介质阻挡放电(DBD)是一种利用高频交流电源或脉冲电源在插入绝缘介质的电极间产生低温等离子体的放电模式。在不同的应用中，DBD反应器的放电特性对设备的工作状态、性能及运行成本具有显著的影响，因此不同放电参数下反应器放电功率等特性的变化规律至关重要。同时，DBD等离子体放电在飞行器表面除冰防冰、等离子体辅助燃烧等领域的新应用推动着航空航天技术和军事技术的发展。因此，提高放电过程中的热功率和热效率对提升飞行器除冰防冰以及等离子体辅助燃烧的效果具有重要作用。

目前，现有技术只能初步研究放电电压、放电频率及气体流速能够改变DBD反应器的放电性能，但对放电功率影响规律的研究结论还未能达成一致，此外，气流温度对放电性能的影响也未能受到足够的关注；

同时，现有技术对不同放电参数下DBD反应器的发热机理和热能传递进行了大量研究，但对于反应器热功率及热效率的定量研究和分析较少，而在飞机除冰及等离子体辅助燃烧中，提高DBD反应器的热功率和热效率对优化电源及反应器电气参数，从而在有限的功率输入条件下取得更优作用效果具有重要意义。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出DBD等离子体反应器放电特性和热效应实验测试评价分析方法；

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

DBD等离子体反应器放电特性和热效应实验测试评价分析方法，包括如下步骤：

S1、实验数据测量与分析，具体包括：

S11、采用Q-V李萨如图形法测量DBD反应器的放电功率；

S12、结合空气的物性参数随温度的变化，采用量热法获取DBD反应器向空气传递的热功率；

S13、采用3次实验的平均值作为最终的数据结果，分析得到热效率的不确定度；

S2、实验验证：对DBD等离子体反应器的合理性、功率测试方法及计算方法的有效性进行验证；

S3、实验结果与讨论，具体包括：

S31、分析放电电压对放电功率和热效率的影响；

S32、分析放电频率对放电功率和热效率的影响；

S33、分析入口流速对放电功率和热效率的影响；

S34、分析入口温度对放电功率和热效率的影响；

S4、得出结论：根据线-筒式DBD反应器热效率实验测试与研究结果，得到放电电压、放电功率、气流速度和气流温度因素对反应器内放电功率、热功率以及热效率的影响结论。

相对于现有技术，本发明所述的DBD等离子体反应器放电特性和热效应实验测试评价分析方法具有以下有益效果：