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基于ALGOR的臭氧发生器数值模拟研究

胡大芬  
【摘要】:随着工业的发展,由于大量工业燃料的燃烧等原因,大气环境质量已日趋恶化,控制燃煤所释放的氮氧化物和二氧化硫的占有量以成为当前最为紧迫的大气污染控制任务。臭氧氧化结合化学吸收同时脱硫脱氮已被验证是可行的。为提高臭氧的产量,本文采用有限元分析软件ALGOR研究了脉冲电源的峰值电压、放电气隙高度和电介质层厚度等对臭氧发生器放电气隙中电场分布的影响;同时为提高臭氧的产量和研究混合放电臭氧发生器的放电机理,本文利用ALGOR软件对其放电气隙的电场进行了模拟研究。 脉冲平板型和圆管型臭氧发生器的电场模拟结果表明,放电气隙中的电场强度随电源峰值电压、电介质材料的相对介电常数的增大而增大,随放电气隙高度和电介质层厚度的减小而增大;电源的电压输出形式、放电室长度和放电室内的温度对放电气隙中电场强度的大小无影响。 模拟结果表明,在脉冲平板型臭氧发生器放电气隙中,其电场强度是不完全均匀分布的,在气隙中心附近绝大部分区域内是均匀分布的,但在放电气隙的两端电场强度逐渐递减。而在圆管型臭氧发生器放电气隙中的电场强度是不均匀分布的,其由内到外逐渐递减。 在对混合放电臭氧发生器的电场模拟研究中,由于硬件的原因,本文对模拟模型进行了一定的改变,结果表明,中心电极接地,外电极接幅值电压为4KV的高压输出端,内电极接幅值电压为-10KV的高压输出端为臭氧发生器的最佳电源连接方式;并且在两放电气隙中不存在电场的耦合叠加现象。 采用有限元分析软件对臭氧发生器放电气隙中的电场进行数值模拟研究,可以节省大量的研究时间和成本,可以为臭氧发生器的实验研究提供一定的参考依据。


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