- 相關(guān)推薦
環(huán)境工程領(lǐng)域的脈沖功率技術(shù)應(yīng)用論文
脈沖功率技術(shù)在我國(guó)高新技術(shù)發(fā)展中有著重要的應(yīng)用,同時(shí)其應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)展,在民用部門、手工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)其的應(yīng)用技術(shù)也在不斷成熟。隨著生活水平和經(jīng)濟(jì)水平的上升,環(huán)境問題逐漸成為了眾多人關(guān)注的焦點(diǎn),對(duì)環(huán)境工程領(lǐng)域中的技術(shù)應(yīng)用也提出了更高的要求。
一、脈沖功率技術(shù)簡(jiǎn)述
1.脈沖功率技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展
在國(guó)際上對(duì)脈沖功率技術(shù)的研究是開始于二十世紀(jì)三十年代的,到六十年代,該技術(shù)就成為了一個(gè)獨(dú)立的發(fā)展學(xué)科,之后美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)家都對(duì)該技術(shù)開始了深入研究。在我國(guó),對(duì)脈沖功率的研究是開始于二十世紀(jì)七十年代末的,我國(guó)對(duì)它的研究是開始于“高功率電子束發(fā)器的研究”,“1979年北京高能物理所建成了當(dāng)時(shí)我國(guó)最大的強(qiáng)流脈沖電子束加速器閃光—I,應(yīng)用于射線模擬源”,隨之而來的是對(duì)脈沖功率技術(shù)研究的高潮,層出不窮的強(qiáng)流脈沖電子加速器逐漸建成,進(jìn)而為我國(guó)當(dāng)時(shí)高新技術(shù)的研究,如準(zhǔn)分子激光、集體離子加速、閃光射線照相、電磁軌道炮以及高功率微波等提供了很好的研究條件。
脈沖功率技術(shù)發(fā)展
(1)脈沖功率裝置
通常來講,脈沖功率的裝置包括以下幾個(gè)部分,如圖所示:
圖一:脈沖功率裝置圖示
(2)高功率脈沖發(fā)展方向
當(dāng)前,高功率脈沖的主要發(fā)展方向有以下幾方面,第一,元件儲(chǔ)能密度還需要提高。隨著電容制造技術(shù)的提高以及分子工程技術(shù)的廣泛應(yīng)用,為儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能密度的提高提供了發(fā)展條件,同時(shí)脈沖電容器儲(chǔ)能空間也能夠得到一定提升,這就有利于緩解大體積、大重量給脈沖功率系統(tǒng)帶來的不良影響。根據(jù)不同器件電氣強(qiáng)度極限值不同,其要求的儲(chǔ)能密度也是不同的。但是,無論密度要求如何,電容的儲(chǔ)能密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電感儲(chǔ)能密度,所以,不僅在我國(guó),在國(guó)際上對(duì)這種電感儲(chǔ)能高功率脈沖電源的研究也非常重視。第二、發(fā)展重復(fù)高功率脈沖。原來我國(guó)應(yīng)用多是單次的脈沖功率技術(shù),這種技術(shù)主要是為我國(guó)國(guó)防科學(xué)研究提供服務(wù),應(yīng)用范圍與社會(huì)發(fā)展的要求產(chǎn)生了不可避免的矛盾,所以,為了適應(yīng)民用、工業(yè)以及新興領(lǐng)域?qū)γ}沖功率的要求,必須要發(fā)展重復(fù)頻率高且具有平均功率的脈沖功率技術(shù)。第三、高頻、大功率開關(guān)技術(shù)的研究。開關(guān)元件的相關(guān)參數(shù)對(duì)脈沖功率系統(tǒng)的整體都存在著一定的影響,這也決定了開關(guān)元件技術(shù)是脈沖功率技術(shù)中重點(diǎn)技術(shù)之一。隨著社會(huì)科技的發(fā)展以及應(yīng)用要求的提高,同時(shí),大功率全控型的產(chǎn)品器件被大量生產(chǎn)并且產(chǎn)品化,為開關(guān)技術(shù)的發(fā)展研究提供了可靠的器件基礎(chǔ),為此“高重復(fù)率脈沖電源轉(zhuǎn)換開關(guān)和開關(guān)的串聯(lián)均壓技術(shù)被大量使用在脈沖電源中,并取得了較為理想的結(jié)果”。第四,脈沖電源多元化發(fā)展。脈沖功率應(yīng)用范圍的擴(kuò)展給脈沖電源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求,所以在未來的研究中要加大對(duì)脈沖電源多元化的發(fā)展,比如低成本化、小型化、多樣化等。第五,脈沖功率電源超高功率輸出技術(shù)。近些年“高電壓大功率多電平逆變技術(shù)”的發(fā)展為超高功率的輸出技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。
二、環(huán)境工程領(lǐng)域脈沖功率技術(shù)的應(yīng)用
1.脈沖功率技術(shù)在除塵中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的除塵系統(tǒng)中在集塵極和放電極之間是使用直流的高壓電源,這就導(dǎo)致了在除塵中出現(xiàn)了一些問題,比如,除塵的效率受到粉塵比電阻限制比較嚴(yán)重。在高比電阻之下,粉塵的導(dǎo)電率是非常小的,所以粉塵就容易在集塵極端積聚,一旦粉塵集中太多就會(huì)很多電荷無法通過集塵極釋放,進(jìn)而也就導(dǎo)致了集塵層電勢(shì)升高而產(chǎn)生電暈,相反極離子就會(huì)被動(dòng)的進(jìn)入電暈場(chǎng),最終會(huì)導(dǎo)致粉塵吸收率嚴(yán)重下降。而在比電阻比較小的情況下,電阻率就會(huì)比較高,負(fù)電荷和其轉(zhuǎn)帶的正電荷就會(huì)被大量釋放入集塵極,同時(shí)因?yàn)殡妶?chǎng)力的存在,就導(dǎo)致了氣流的進(jìn)入,之后這一過程會(huì)重復(fù)進(jìn)行,所以說,在這種情況下,除塵效果也不是很理想。
那么,若脈沖功率技術(shù)應(yīng)用于除塵系統(tǒng)當(dāng)中,就會(huì)解決以上的麻煩。高壓脈沖所制造的電暈流能夠貫穿兩級(jí)之間,這樣就會(huì)使得在高比電阻情況下,積塵層被擊穿,能夠通過電荷的釋放來抑制反電暈的發(fā)生,進(jìn)而提高除塵效率。除此之外,脈沖電暈?zāi)軌蛟诜劈c(diǎn)空間之內(nèi)產(chǎn)生很多高能電子,它是一種氣體成分,能夠產(chǎn)生活性粒子,此時(shí),除塵器除了吸塵之外還能消除粉塵攜帶的SO2以及有機(jī)物分子等,起到了凈化空氣,環(huán)境保護(hù)的作用。在相等的電壓之下,應(yīng)用脈沖功率技術(shù)中的高壓脈沖電源,能夠比直流電源的使用跟家節(jié)省能量,凈化空氣、節(jié)能環(huán)保,是該技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境保護(hù)效果,這也是該技術(shù)被大量應(yīng)用于環(huán)境工程領(lǐng)域的重要原因。
2.脈沖功率技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用
由高壓脈沖電源輸出的電壓波形有著前沿比較陡,脈沖比較窄的特點(diǎn),如果將其施加在液相內(nèi)部的非平衡電極中間,很容易引起處理對(duì)象的分子發(fā)生結(jié)構(gòu)性的改變,其中,質(zhì)量輕的電子在獲得一定的能量之后就會(huì)變成高能的自由電子,在這種高能的自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)與其他分子發(fā)生碰撞,也就會(huì)導(dǎo)致水相化學(xué)過程的發(fā)生,會(huì)產(chǎn)生水等活性的物質(zhì),從而能夠降解污水中的各種有機(jī)物。在發(fā)生這些電化學(xué)反應(yīng)過程中,因?yàn)榉肿颖浑婋x了,電子的躍遷會(huì)產(chǎn)生很多的物理效應(yīng),比如說超聲波的產(chǎn)生、沖擊波的產(chǎn)生等,而這些物理效應(yīng)也會(huì)有力的降解有機(jī)物。
首先,電子輻射作用的產(chǎn)生。在廢水中會(huì)有很多的分子和原子,而脈沖電源放電會(huì)導(dǎo)致很多等離子體產(chǎn)生,而這些等離子體中又含有高能電子,這些電子會(huì)與廢水中的分子發(fā)生碰撞,會(huì)產(chǎn)生很多活性粒子,比如過氧自由基、雙氧水、水合電子、水合氫離子等。其次,會(huì)產(chǎn)生臭氧氧化反應(yīng)。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,在水中的氧化途徑如公式所示:
再次,紫外光線的分解作用。在脈動(dòng)電源放電過程中能夠產(chǎn)生一些紫外光線,這些紫外光線對(duì)有害物質(zhì)有分解作用。最后,能夠產(chǎn)生超聲波作用。液相的超聲波能夠產(chǎn)生很多的空化氣泡,這些氣泡能夠裂解形成高壓和局部的高溫狀態(tài),這樣就會(huì)產(chǎn)生氫自由基,同時(shí),超聲波還能夠分解水中所含有的溶解氧。
污水處理中尤其是有機(jī)污水處理中的脈沖電源的能量利用率相對(duì)來說比較高,控制起來也比較方便,還不會(huì)產(chǎn)生二次污染,比較清潔,在環(huán)保工程領(lǐng)域中的應(yīng)用具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),發(fā)展空間也比較廣闊。
三、結(jié)束語:
其實(shí),脈動(dòng)功率技術(shù)是電力技術(shù)中的一部分,擁有比較強(qiáng)的高效節(jié)能作用。也正是因?yàn)槠溆兄旆怕涞莫?dú)特特性,使其成為了非平衡態(tài)等離子產(chǎn)生的有效手段之一,這也恰恰適應(yīng)了近些年社會(huì)發(fā)展的新要求,為環(huán)境保護(hù)工程做出了很多的貢獻(xiàn),在除塵方面、廢水處理方面都有著重要的作用,推動(dòng)了破壞環(huán)境的重要因素——廢水的處理高效化實(shí)現(xiàn)。本文只是簡(jiǎn)單的從幾個(gè)方面進(jìn)行了論述,還望能夠?yàn)閷?shí)踐活動(dòng)提供幫助。
【環(huán)境工程領(lǐng)域的脈沖功率技術(shù)應(yīng)用論文】相關(guān)文章：
淺談納濾技術(shù)在水污染處理領(lǐng)域的應(yīng)用論文04-22
我國(guó)汽車涂裝新技術(shù)的應(yīng)用分析論文05-25
多媒體技術(shù)應(yīng)用論文參考文獻(xiàn)09-19
鋼纖維混凝土技術(shù)對(duì)橋梁工程的應(yīng)用論文05-24
廣播電視工程中的接地技術(shù)應(yīng)用論文05-27
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中OTN傳輸技術(shù)的應(yīng)用論文05-27
信息技術(shù)在機(jī)械專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用論文04-29
衛(wèi)星移動(dòng)通信中協(xié)作通信技術(shù)應(yīng)用論文05-27