Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді
Проведено дослідження генерації озону імпульсним бар’єрним розрядом у неосушеному та осушеному атмосферному повітрі, при їхніх абсолютних вологостях 17 та 0,1 мг/л, відповідно. При крутизні імпульсу напруги 0,8 кВ/нс, що подавалася на розрядну камеру з електродною геометрією «циліндр-циліндр», амплі...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технічна електродинаміка |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут електродинаміки НАН України
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100654 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді / О.В. Блага, І В. Божко // Технічна електродинаміка. — 2013. — № 5. — С. 85-89. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860237556503805952 |
|---|---|
| author | Блага, О.В. Божко, І В. |
| author_facet | Блага, О.В. Божко, І В. |
| citation_txt | Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді / О.В. Блага, І В. Божко // Технічна електродинаміка. — 2013. — № 5. — С. 85-89. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технічна електродинаміка |
| description | Проведено дослідження генерації озону імпульсним бар’єрним розрядом у неосушеному та осушеному атмосферному повітрі, при їхніх абсолютних вологостях 17 та 0,1 мг/л, відповідно. При крутизні імпульсу напруги 0,8 кВ/нс, що подавалася на розрядну камеру з електродною геометрією «циліндр-циліндр», амплітудні значення густини розрядного струму досягали 1,1 А/см2. Встановлено, що мінімальні питомі енерговитрати на утворення озону в такому розряді можуть складати 11 та 6 кВт•год/кг для неосушеного та осушеного повітря, відповідно. Найбільші концентрації озону, які були отримані для вологого та сухого повітря, становлять 16 та 24 мг/л, відповідно.
Проведены исследования генерации озона импульсным барьерным разрядом в неосушенном и осушенном атмосферном воздухе при их абсолютной влажности 17 и 0,1 мг/л, соответственно. При крутизне импульса напряжения 0,8 кВ/нс, который подается на разрядную камеру с геометрией электродов «цилиндр-цилиндр», амплитудные значения плотности разрядного тока достигают 1,1 А/см2. Установлено, что минимальные удельные энергозатраты на образование озона в таком разряде могут составлять 11 и 6 кВт•ч/кг для неосушенного и осушенного воздуха, соответственно. Наибольшие концентрации озона, которые были получены для влажного и сухого воздуха, равны 16 и 24 мг/л, соответственно.
Researches of generation of ozone by the pulsed barrier discharge were conducted in the wet and the dry atmospheric air, when their absolute humidity were 17 and 0,1 mg/l, respectively. This discharge was realized in chamber with electrode geometry «cylindercylinder » and dielectric barrier with glass. The steepness of voltage pulses that fed on the camera was 0.8 kV/ns, the pulse repetition rate varied in the range 50…800 Hz. The average value of the amplitude of the density current in the discharge reached more than 1,1 A/cm2. The largest concentration of ozone, which were obtained for wet and dry air, made up 16 and 24 mg/l, respectively. The concentration of ozone and the specific energy consumption for his generation almost linearly rose with increased pulse repetition rate. It was shown that the lowest values of the specific energy consumption for generation of ozone in this discharge do not exceed the of 11 and 6 kW • h/kg for the wet and the dry air, respectively.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:26:24Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 5 85
УДК 537.523.3
ДОСЛІДЖЕННЯ ГЕНЕРАЦІЇ ОЗОНУ В ІМПУЛЬСНОМУ БАР’ЄРНОМУ РОЗРЯДІ
О.В. Блага1, І.В. Божко2, канд.техн.наук
1 – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»,
пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна,
2 – Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна.
e-mail: ws77@ukr.net
Проведено дослідження генерації озону імпульсним бар’єрним розрядом у неосушеному та осушеному атмос-
ферному повітрі, при їхніх абсолютних вологостях 17 та 0,1 мг/л, відповідно. При крутизні імпульсу напруги
0,8 кВ/нс, що подавалася на розрядну камеру з електродною геометрією «циліндр-циліндр», амплітудні значен-
ня густини розрядного струму досягали 1,1 А/см2. Встановлено, що мінімальні питомі енерговитрати на
утворення озону в такому розряді можуть складати 11 та 6 кВт·год/кг для неосушеного та осушеного повіт-
ря, відповідно. Найбільші концентрації озону, які були отримані для вологого та сухого повітря, становлять 16
та 24 мг/л, відповідно. Бібл. 10, рис. 5.
Ключові слова: імпульсний бар’єрний розряд, озон, енергія імпульсу, питомі енерговитрати, концентрація озону.
Озон є одним із сильних окислювачів і тому він широко використовується при очищенні пит-
ної та стічної води, повітря, дезінфекції тощо. При отриманні озону будь-яким способом першочерго-
ве значення мають такі параметри як питомі енерговитрати, що йдуть на утворення 1 кг озону, та
концентрація озону. Для генерації озону вже протягом довгого часу в основному використовуються
озонатори, що традиційно працюють на бар’єрному розряді (БР) змінного струму (до 20 кГц) [1−3,5].
Для такого розряду при генерації озону з осушеного повітря характерними значеннями [1,9] є кон-
центрація озону 20 мг/л та питомі енерговитрати 11…12 кВт·год/кг. Однак дослідження по підви-
щенню ефективності БР безупинно продовжуються [2, 4−10]. Вони ведуться у різних напрямках, се-
ред яких головними є оптимізація виду напруги живлення [6,7], геометрії розрядної камери [5] та
матеріалу діелектричного бар’єру [5]. Так у роботі [2] наводяться дані, які свідчать, що завдяки збі-
льшенню крутизни фронту імпульсу напруги на розрядному проміжку генератора озону з 0,02 до 0,25
кВ/нс питомі енерговитрати зменшуються майже у п’ять разів (від 13,3 до 2,8 кВт·год/кг). Пізніше
було показано [9], що завдяки використанню імпульсної напруги також зростає ефективність утво-
рення озону і в коронному розряді. Проте в інших роботах повідомляється, що форма напруги не
впливає на енергоефективність бар’єрного розряду при генерації озону [7], очищенні повітря [4] та
конверсії метану [10]. Враховуючи те, що роботи [2, 4-10] певною мірою мають протиріччя у виснов-
ках, постає питання: чи доцільно використовувати імпульсний бар’єрний розряд? Тому метою цієї
роботи є дослідження ефективності генерації озону в імпульсному бар’єрному розряді (ІБР).
Експериментальна установка. Експериментальна установка для досліджень ІБР складалася
з розрядної камери (РК), джерела живлення та пристроїв для вимірювання параметрів розряду і кон-
центрації озону.
РК зображена на рис. 1. Як оболонка РК використовувалася труба 6 з нержавіючої сталі, що
мала внутрішній діаметр 39,5 мм. Всередині цієї труби концентрично розташована скляна труба 7,
яка виконувала роль діелектричного бар’єру. Зовнішній діаметр скляної труби складає 38 мм. Таким
чином, розрядний проміжок між скляною трубою 7 і трубою 6 становить 0,75 мм. Всередині скляної
труби розміщено внутрішній електрод 8 з мідної фольги. Надійний контакт між електродом 8 та
скляною трубою 7 створювався завдяки тонкому шару провідної пасти, який був нанесений на скля-
ну поверхню. Подача високої напруги на електрод 8, площа якого становила 260 см2, здійснювалася
за допомогою провідника 13. РК охолоджувалася зсередини та ззовні. Для внутрішнього охолоджен-
ня використовувалася металева трубка 10 з отворами 11 і заглушкою 12. На кінцях трубки розміщені
фланці 4, які притискалися до труби 7 гайками 9. Повітря, що подавалося від компресора до лівого
кінця трубки, проходило через отвори 11 у ній й охолоджувало внутрішній електрод під час роботи
РК, а потім виходило через отвори у фланцях 14. Ззовні РК охолоджувалася вентилятором. Для гер-
метизації РК використовувалися прокладки 15 із силіконової гуми, яка стійка до озону, а також су-
© Блага О.В., Божко І.В., 2013
86 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 5
цільні шви 5 з силіконового герметику. Подача повітря у розрядний проміжок здійснювалася через
штуцер 1 у лівому фланці 3, а вихід озоно-повітряної суміші з РК відбувався через такий самий шту-
цер в правому фланці. Штуцери у фланцях фіксувалися за допомогою контргайок 2.
Дослідження у РК проводилися в осу-
шеному та неосушеному атмосферному повітрі
при температурі 25°C. Для прокачування пові-
тря використовувався мембранний компресор,
витрати якого вимірювалися ротаметром. Від-
носна вологість атмосферного повітря визна-
чалась психрометричним гігрометром. Для от-
римання сухого повітря застосовувався силіка-
гелевий осушувач. Вологість осушеного повіт-
ря знаходилась по точці роси на спеціально
сконструйованому пристрої. Для всіх дослід-
жень вологість неосушеного повітря складала ≈
17 мг/л, а осушеного – 0,1 мг/л. Концентрація
озону на виході з РК визначалася по абсорбції
ультрафіолетового випромінювання на довжи-
нах хвиль 290 та 300 нм.
Електричну схему джерела живлення
показано на рис. 2. При дослідженнях викорис-
товувалось імпульсне джерело високої напру-
ги, що побудоване на основі заряджання кон-
денсатора С через опір Rз від джерела постій-
ної напруги U0 з наступною розрядкою на опір
R та РК. Як швидкодіючий комутуючий еле-
мент використовувався газонаповнений розря-
дник Р. Записи осцилограм струму та напруги
здійснювалися за допомогою приладів фірми
Tektronix: двоканального осцилографа TDS
1012, індуктивного датчика струму (ДС) Р6021 і резистивно-ємнісного датчика напруги (ДН) Р6015A.
Електрична схема забезпечувала імпульси напруги з амплітудою до 27 кВ і фронтами 10…20 нс. Ре-
гулювання частоти слідування імпульсів fi = 50…800 Гц проводилося за рахунок зміни величини на-
пруги U0, яка визначала швидкість зарядки конденсатора С0.
Результати досліджень. Залежність концентрації озону С від частоти fi проілюстровано на
рис. 3, а. Криві 1-3 відносяться до сухого повітря при його витратах Q = 1,5; 5; 10 л/хв, а криві 4-6 –
до неосушеного повітря при Q = 1,5; 5; 10 л/хв, відповідно. З рисунку видно, що при великих витра-
тах (Q ≥ 10 л/хв) зі збільшенням частоти fi концентрація озону С лінійно наростає.
а б
Рис. 3
При малих витратах (Q ≤ 5 л/хв) залежності С(fi) мають нелінійний характер: їхня крутизна зі
збільшенням частоти fi зменшується. За одних і тих самих умов у сухому повітрі генерується значно
Рис. 1
Рис. 2
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 5 87
більше озону, ніж у неосушеному. Так, наприклад, при fi = 600 Гц та Q = 1,5 л/хв концентрація озону
у сухому повітрі у півтора рази вища, ніж у неосушеному.
Залежність концентрації озону С від витрат повітря Q показана на рис. 3, б. Криві 1-2 від-
носяться до неосушеного повітря (при частотах fi = 120; 800 Гц, відповідно), а криві 3-4 – до осуше-
ного повітря (fi = 120; 800 Гц, відповідно). З кривої 1 видно, що при збільшенні витрат повітря у діа-
пазоні Q = 1…4 л/хв. концентрація озону знижується у 3 рази (від 6 до 2 мг/л). При подальшому збі-
льшенні витрат повітря (Q = 4…15 л/хв.) значення С зменшуються значно повільніше. Подібний ха-
рактер залежностей С(Q) також спостерігається і при більших значеннях fi (крива 2), а також і для
сухого повітря (криві 3,4). Найбільші концентрації озону, які були отримані за умов fi = 800 Гц та Q =
1 л/хв, складають, відповідно, 16 та 24 мг/л для вологого та сухого повітря.
Аналіз результатів. Приклад типових осцилограм напруги U(t) (крива 1) та струму I(t) (крива
2) ІБР показано на рис. 4, а. На початку розряду амплітуда імпульсу напруги за ≈ 18 нс досягає 14,4
кВ, що відповідає середній швидкості наростання напруги ΔU/Δt = 0,8 кВ/нс. Ця величина є значно
більшою, ніж та, при якій (0,25 кВ/нс) починається вплив крутизни імпульсу напруги на властивості
БР [1]. Струм досягає свого амплітудного значення 280 А в момент t = 27 нс. В цей час середня (по
площі електродів) густина струму складає 1,1 А/см2 , що на порядок більше, ніж у БР змінного струму
(≈ 0,1 А/см2) [8]. Імпеданс РК в момент амплітуди розрядного струму становить 51 Ом. На подаль-
шому етапі проходження розряду (t = 27…50 нс) він зменшується до 25 Ом. В цілому загальна дов-
жина імпульсу струму дорівнює приблизно 450 нс і має характер затухаючих коливань з періодом ≈
100 нс. Це свідчить про те, що на струм впливають паразитні індуктивності, які присутні у розрядно-
му колі. Оцінки показують, що загальна величина цих індуктивностей складає ≈ 0,8 мкГн.
а б
Рис. 4
Через коливальний характер розрядних параметрів досить складно безпосередньо з осцилограм
обчислити енергію імпульсу Wі, яка витрачається на генерацію озону в ІБР. Тому ця величина визнача-
лась з балансу енергій, які були накопичені у зарядженому до напруги Uс конденсаторі C0 (WС=Со Uс
2/2),
енергії WR, яка виділилася в опорі R, та витрат енергії WP у комутуючому розряднику Р
Wі = WC – WR – WP, (1)
WС=138 мДж (C0 = 380 пФ, Uс = 27 кВ). Енергія WR визначалася чисельним інтегруванням рівняння
WR = R IR
2(t)dt, (2)
де IR ( t) – струм, який протікає через опір R (947 Ом); T – час проходження струму через опір R. Інте-
грування за формулою (2) дало WR = 36 мДж.
Щоб визначити енергію, що витрачається у розряднику, були виконані окремі дослідження.
Для цього замість РК та опору R до електричної схеми (рис. 2) підключався опір R0. Для того щоб
визначити характер залежності WP (R0 ), діапазон змін R0 становив 15…150 Ом і був ширше за діапа-
зон змін імпедансу РК під час ІБР. З метою мінімізації впливу на результати вимірювань індуктивно-
стей, які вносять в розрядне коло опори R0 , при дослідженнях застосовувалися малоіндуктивні опори
( ≤ 0,4 мкГн). Потім проводилися виміри струму в опорі R0 та по (2) розраховувалися витрати енергії
W0 в ньому. Після цього за виразом
Wр = WC – W0 (3)
обчислювалися витрати енергії в розряднику. Залежність Wр (R0) показана на рис. 4, б. З нього видно,
що зі зменшенням R0 від 150 до 25 Ом значення Wр лінійно наростають. При подальшому зменшенні
R0 до 15 Ом темп наростання Wр значно збільшується. З рис. 4, б також слідує, що при зміні імпедансу
РК в межах 25…51 Ом витрати енергії в розряднику майже не змінюються і складають Wр ≈40 мДж.
88 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 5
Отже за (1) значення енергії Wі = 62 мДж. Тепер, маючи значення енергії імпульсу, можна ви-
значити питомі енерговитрати на генерацію озону
Wп = Wі · fі / (С · Q). (4)
Залежність величини Wп від частоти слідування імпульсів fi показана на рис. 5, а. Криві 1,2
відносяться до неосушеного повітря при Q =1,5; 15 л/хв, відповідно, а криві 3,4 – до сухого повітря
при Q = 1,5; 10 л/хв, відповідно. З рисунка видно, що при збільшенні частоти fi в межах 100…800 Гц
енерговитрати Wп лінійно зростають в 1,5…3 рази. Більший темп наростання (криві 1,3) відповідає
малим витратам повітря. За однакових умов значення Wп для сухого повітря приблизно в півтора
рази менш ніж для вологого.
а б
Рис. 5
Вплив витрат повітря на питомі енерговитрати віддзеркалює рис. 5, б, де показані залежно-
сті Wп(Q) для вологого (криві 1,2) та сухого повітря при fi = 120 Гц (криві 1,3) та 800 Гц (криві 2,4),
звідки видно, що зі зменшенням величин Q значення Wп збільшуються. Особливо круте наростання
Wп відбувається при витратах повітря Q ≤ 7 л/хв. (fi = 800 Гц) та при Q ≤ 1,5л/хв (fi = 120 Гц). Така
поведінка залежностей Wп(Q), перш за все, свідчить [1] про те, що за цих умов нагрів газу в розрядній
зоні зростає до критичних температур (понад 700С), за яких починається стрімке збільшення швидко-
сті термічного розкладання озону. Цей процес (за експериментальних умов цієї роботи) починається
при питомих енерговкладах у газ Wг = fiWi/Q ≥ 0,4 Дж/см3.
Висновки. Дослідження імпульсного бар'єрного розряду при крутизні фронту імпульсу на-
пруги, яка подається на розрядну камеру, на рівні 0,8 кВ/нс показали, що густина струму в такому
розряді більш, ніж на порядок перевищує густину струму в низькочастотному бар'єрному розряді
змінного струму і складає понад 1 А/см2. Найбільші значення концентрації озону, які були отримані у
цій роботі, дорівнюють 16 та 24 мг/л, відповідно, для неосушеного та осушеного атмосферного повіт-
ря. Ці величини на 20…25 % вищі, ніж при використанні бар'єрного розряду змінного струму. Міні-
мальні питомі енерговитрати на генерацію озону в імпульсному бар'єрному розряді складають 6 та 11
кВт·год/кг, відповідно, для сухого та вологого атмосферного повітря, що на 30...40 % менше, ніж для
бар'єрного розряду змінного струму.
Таким чином, виконані дослідження свідчать про відчутні переваги використання імпульсного
бар’єрного розряду для генерації озону замість традиційного бар’єрного розряду змінного струму. Уяв-
ляється, що наступним кроком у розвитку цієї роботи мають бути дослідження, що пов’язані з оптимі-
зацією розрядної камери, її охолодженням та параметрами електричної схеми живлення.
1. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. – М.: Изд-во МГУ, 1998. – 480 с.
2. Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. Физическая химия барьерного разряда. – М.: Изд-во МГУ,
1989. – 176 с.
3. Филипов Ю.В., Вобликова В.А., Пантелеев В.И. Электросинтез озона. – М.: Изд-во МГУ, 1987. – 237 с.
4. Korzekwa R., Rosocha L., Falkenstei Z. Experimental results comparing pulsed corona and dielectric barrier
discharges for pollution control // 11th IEEE International Pulsed Power Conference, Baltimore, MD, 1997. – P. 7.
5. Krasnyj V.V., Gubareb S.P., Kotsubanov V.D., Pogozhev D.P., Taran V.S., Tereshin V.I., Svets O.M.
Investigation of plate–type barrier ozonizers with ac and pulse power supples // Problems of Atomic Science and
Technology. Series: «Plasma physics» (8). – 2002. – №5. – Pp. 121-123.
6. Masuda S., Sato M. and Seki T. High-efficiency ozonizer using traveling wave pulse voltage // IEEE Trans.
Ind. Appl. – 1986. – Vol. IA-22. – Nо 5. – Pp. 886-891.
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. № 5 89
7. Mericam-Bourdet N., Kirkpatrick M.J., Tuvache F., Frochot D. and Odic E. Effect of voltage waveform on dielec-
tric barrier discharge ozone production efficiency // Eur. Phys. J. Appl. Phys. – 2012. – Nо 57. − P. 30801 (Рp.1-10).
8. Walsh J.L. and Kong M.G. 10 ns pulsed atmospheric air plasma for uniform treatment of polymeric surfaces //
Appl. Phys. Lett. – 2007. – Nо 91. −Pр. 251504 (1 – 3).
9. Wang D., Matsumoto T., Namihira T., Akiyama H. Development of Higher Yield Ozonizer Based on Nano-
Seconds Pulsed Discharge // J. Adv. Oxid. Technol. – 2010. – N.13. – Pp. 71 – 78.
10. Yao S.L., Suzuki E., Meng N., Nakayama A. Influence of Rise Time of Pulse Voltage on the Pulsed Plasma
Conversion of Methane // Energy Fuels. – 2001. – N. 15. – Pp. 1300 - 1303.
УДК 537.523.3
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАЦИИ ОЗОНА В ИМПУЛЬСНОМ БАРЬЕРНОМ РАЗРЯДЕ
А.В.Блага1, И.В.Божко2, канд. техн.наук
1 – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»,
пр. Победы, 37, Киев, 03056, Украина,
2 – Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина.
e-mail: ws77@ukr.net
Проведены исследования генерации озона импульсным барьерным разрядом в неосушенном и осушенном атмосферном воз-
духе при их абсолютной влажности 17 и 0,1 мг/л, соответственно. При крутизне импульса напряжения 0,8 кВ/нс, который
подается на разрядную камеру с геометрией электродов «цилиндр-цилиндр», амплитудные значения плотности разрядного
тока достигают 1,1 А/см2. Установлено, что минимальные удельные энергозатраты на образование озона в таком разряде
могут составлять 11 и 6 кВт·ч/кг для неосушенного и осушенного воздуха, соответственно. Наибольшие концентрации озо-
на, которые были получены для влажного и сухого воздуха, равны 16 и 24 мг/л, соответственно. Библ. 10, рис. 5.
Ключевые слова: импульсный барьерный разряд, озон, энергия импульса, удельные энергозатраты, концентрация озона.
RESEARCH OZONE GENERATION IN PULSED BARRIER DISCHARGE
О.V.Blaga1, I.V.Bozhko2
1 – National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute»,
pr. Peremohy, 37, Kiev-57, 03057, Ukraine,
2 – Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine,
pr. Peremohy, 56, Kiev-57, 03680, Ukraine.
e-mail: ws77@ukr.net
Researches of generation of ozone by the pulsed barrier discharge were conducted in the wet and the dry atmospheric air, when their
absolute humidity were 17 and 0,1 mg/l, respectively. This discharge was realized in chamber with electrode geometry «cylinder-
cylinder» and dielectric barrier with glass. The steepness of voltage pulses that fed on the camera was 0.8 kV/ns, the pulse repetition
rate varied in the range 50…800 Hz. The average value of the amplitude of the density current in the discharge reached more than
1,1 A/cm2. The largest concentration of ozone, which were obtained for wet and dry air, made up 16 and 24 mg/l, respectively. The
concentration of ozone and the specific energy consumption for his generation almost linearly rose with increased pulse repetition
rate. It was shown that the lowest values of the specific energy consumption for generation of ozone in this discharge do not exceed
the of 11 and 6 kW · h/kg for the wet and the dry air, respectively. References 10, figures 5.
Key words: pulse barrier discharge, ozone, pulse energy, specific energy consumption, ozone concentration.
1. Lunin V.V., Popovich M.S., Tkachenko S.N. The physical chemistry of ozone. – Moskva: Izdatelstvo Moskovskogo
Gosudarstvennogo Universiteta, 1998. – 480 p. (Rus)
2. Samoilovich V.G., Gibalov V.I., Kozlov K.V. The physical chemistry of the barrier discharge. – Moskva: Izdatelstvo
Moskovskogo Gosudarstvennogo Universiteta, 1989. – 176 p. (Rus)
3. Filipov Yu.V., Voblikova V.A., Panteleev V.I. Electrosynthesis of ozone. – Moskva: Izdatelstvo Moskovskogo
Gosudarstvennogo Universiteta, 1987. – 237 p. (Rus)
4. Korzekwa R., Rosocha L., Falkenstei Z. Experimental results comparing pulsed corona and dielectric barrier discharges for
pollution control // 11th IEEE International Pulsed Power Conference, Baltimore, MD, 1997. – P. 7.
5. Krasnyj V.V., Gubareb S.P., Kotsubanov V.D., Pogozhev D.P., Taran V.S., Tereshin V.I., Svets O.M. Investigation of
plate–type barrier ozonizers with ac and pulse power supples // Problems of Atomic Science and Technology. Series: «Plasma
physics» (8). – 2002. – №5. – Pp. 121-123.
6. Masuda S., Sato M. and Seki T. High-efficiency ozonizer using traveling wave pulse voltage // IEEE Trans. Ind. Appl. –
1986. – Vol. IA-22. – No. 5. – Pp. 886-891.
7. Mericam-Bourdet N., Kirkpatrick M.J., Tuvache F., Frochot D. and Odic E. Effect of voltage waveform on dielectric barier
discharge ozone production efficiency // Eur. Phys. J. Appl. Phys. – 2012. – No. 57. − P. 30801 (Pp.1-10).
8. Walsh J.L. and Kong M.G. 10 ns pulsed atmospheric air plasma for uniform treatment of polymeric surfaces // Appl. Phys.
Lett. – 2007. – No. 91. −P. 251504 (Pp. 1-3).
9. Wang D., Matsumoto T., Namihira T., Akiyama H. Development of Higher Yield Ozonizer Based on Nano-Seconds Pulsed
Discharge // J. Adv. Oxid. Technol. – 2010. – No. 13. – Pp. 71 – 78.
10. Yao S.L., Suzuki E., Meng N., Nakayama A. Influence of Rise Time of Pulse Voltage on the Pulsed Plasma Conversion of
Methane // Energy Fuels. – 2001. – No. 15. – Pp. 1300 - 1303.
Надійшла 31.01.2013
Received 31.01.2013
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-100654 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-7970 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:26:24Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Блага, О.В. Божко, І В. 2016-05-25T05:27:10Z 2016-05-25T05:27:10Z 2013 Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді / О.В. Блага, І В. Божко // Технічна електродинаміка. — 2013. — № 5. — С. 85-89. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1607-7970 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100654 537.523.3 Проведено дослідження генерації озону імпульсним бар’єрним розрядом у неосушеному та осушеному атмосферному повітрі, при їхніх абсолютних вологостях 17 та 0,1 мг/л, відповідно. При крутизні імпульсу напруги 0,8 кВ/нс, що подавалася на розрядну камеру з електродною геометрією «циліндр-циліндр», амплітудні значення густини розрядного струму досягали 1,1 А/см2. Встановлено, що мінімальні питомі енерговитрати на утворення озону в такому розряді можуть складати 11 та 6 кВт•год/кг для неосушеного та осушеного повітря, відповідно. Найбільші концентрації озону, які були отримані для вологого та сухого повітря, становлять 16 та 24 мг/л, відповідно. Проведены исследования генерации озона импульсным барьерным разрядом в неосушенном и осушенном атмосферном воздухе при их абсолютной влажности 17 и 0,1 мг/л, соответственно. При крутизне импульса напряжения 0,8 кВ/нс, который подается на разрядную камеру с геометрией электродов «цилиндр-цилиндр», амплитудные значения плотности разрядного тока достигают 1,1 А/см2. Установлено, что минимальные удельные энергозатраты на образование озона в таком разряде могут составлять 11 и 6 кВт•ч/кг для неосушенного и осушенного воздуха, соответственно. Наибольшие концентрации озона, которые были получены для влажного и сухого воздуха, равны 16 и 24 мг/л, соответственно. Researches of generation of ozone by the pulsed barrier discharge were conducted in the wet and the dry atmospheric air, when their absolute humidity were 17 and 0,1 mg/l, respectively. This discharge was realized in chamber with electrode geometry «cylindercylinder » and dielectric barrier with glass. The steepness of voltage pulses that fed on the camera was 0.8 kV/ns, the pulse repetition rate varied in the range 50…800 Hz. The average value of the amplitude of the density current in the discharge reached more than 1,1 A/cm2. The largest concentration of ozone, which were obtained for wet and dry air, made up 16 and 24 mg/l, respectively. The concentration of ozone and the specific energy consumption for his generation almost linearly rose with increased pulse repetition rate. It was shown that the lowest values of the specific energy consumption for generation of ozone in this discharge do not exceed the of 11 and 6 kW • h/kg for the wet and the dry air, respectively. uk Інститут електродинаміки НАН України Технічна електродинаміка Електротехнологічні установки Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді Исследование генерации озона в импульсном барьерном разряде Research ozone generation in pulsed barrier discharge Article published earlier |
| spellingShingle | Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді Блага, О.В. Божко, І В. Електротехнологічні установки |
| title | Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді |
| title_alt | Исследование генерации озона в импульсном барьерном разряде Research ozone generation in pulsed barrier discharge |
| title_full | Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді |
| title_fullStr | Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді |
| title_full_unstemmed | Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді |
| title_short | Дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді |
| title_sort | дослідження генерації озону в імпульсному бар'єрному розряді |
| topic | Електротехнологічні установки |
| topic_facet | Електротехнологічні установки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/100654 |
| work_keys_str_mv | AT blagaov doslídžennâgeneracííozonuvímpulʹsnomubarêrnomurozrâdí AT božkoív doslídžennâgeneracííozonuvímpulʹsnomubarêrnomurozrâdí AT blagaov issledovaniegeneraciiozonavimpulʹsnombarʹernomrazrâde AT božkoív issledovaniegeneraciiozonavimpulʹsnombarʹernomrazrâde AT blagaov researchozonegenerationinpulsedbarrierdischarge AT božkoív researchozonegenerationinpulsedbarrierdischarge |