Characteristics of Atmospheric Pressure Rotating Gliding Arc Plasmas
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大气压旋转滑翔弧等离子体的特性
DOI：
10.1088/1009-0630/18/5/05
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发表时间：
2016-05
影响因子：
1.7
通讯作者：
Li Xiaodong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Hao;Zhu Fengsen;Tu Xin;Bo Zheng;Cen Kefa;Li Xiaodong
在这项工作中，开发了一种新型的直流常压旋转滑动弧等离子体反应器，用于等离子体辅助化学反应。利用电子信号、高速摄影和发射光谱诊断等手段，研究了氮气和空气滑行电弧等离子体中气体成分和气体流速对电弧动力学行为和反应物质形成的影响。与传统刀形电极滑动电弧反应器一般需要高流量（如10-20 L/min）才能保持较长的电弧长度和合理的等离子体放电区相比，在该RGA系统中，较低的气体流量（如2 L/min）也可以产生较大的有效等离子体反应区和较长的弧长进行化学反应。在N2和空气RGA等离子体中可以清楚地观察到两种不同的运动模式。时间分辨电弧电压信号表明，在RGA等离子体中可以清楚地识别出三种不同的电弧动态模式，即电弧重击模式、接管模式和组合模式。不同运动模式和电弧动态模式的发生与工作气体的组成和气体流量有很大关系。
In this work, a novel direct current (DC) atmospheric pressure rotating gliding arc (RGA) plasma reactor has been developed for plasma-assisted chemical reactions. The influence of the gas composition and the gas flow rate on the arc dynamic behaviour and the formation of reactive species in the N2 and air gliding arc plasmas has been investigated by means of electrical signals, high speed photography, and optical emission spectroscopic diagnostics. Compared to conventional gliding arc reactors with knife-shaped electrodes which generally require a high flow rate (e.g., 10–20 L/min) to maintain a long arc length and reasonable plasma discharge zone, in this RGA system, a lower gas flow rate (e.g., 2 L/min) can also generate a larger effective plasma reaction zone with a longer arc length for chemical reactions. Two different motion patterns can be clearly observed in the N2 and air RGA plasmas. The time-resolved arc voltage signals show that three different arc dynamic modes, the arc restrike mode, takeover mode, and combined modes, can be clearly identified in the RGA plasmas. The occurrence of different motion and arc dynamic modes is strongly dependent on the composition of the working gas and gas flow rate.
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