深圳市交通公用设施管理处交通公用设施(交)竣工项目资料移交清概要

重庆大学硕士学位论文１绪论以及气体在反应装置中的停留时问对净化效果的影响；⑥实验环境条件，诸如温度、压力、湿度、添加剂对净化效率的影响等方面。

１．４本论文研究的主要内容本论文主要通过实验研究高压脉冲电晕等离子体对汽油机尾气的净化机理、放电参数对净化效率的影响、发动机不同工况对净化效率的影响等。

其主要内容包括以下两部分：①高压脉冲电晕等离子体技术的原理及其净化汽油机尾气中主要有害气体的反应机理：净化器及电源的设计；通过实验分析高压脉冲放电在线筒形反应器中电场强度和脉冲频率变化与ＣＯ、ＮＯｘ和ＨＣ的净化率之间的关系。

②高压脉冲电晕等离子体净化汽油机尾气中ＣＯ、ＮＯｘ和ＨＣ的实验研究及其结果分析，高压脉冲电晕等离子体净化汽油机尾气的效率随工况的变化规律。

６重庆大学硕士学位论文２等离子体净化发动机尾气的机理研究２等离子体净化发动机尾气的机理研究２．１高压脉冲放电基本理论２．１．１气体放电各阶段气体放电的形式多种多样，气体、回路、气压等对放电都会产生影响。

图２．１是充Ｎｅ气的放电管的电流．电压曲线。

图２．Ｉ气体放电个阶段Ｆｉｇ２．１１＂ｈｅＳｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｇａｓｅｏｕｓｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ开始电流脉冲大约１ｏ－１呱，电流Ｉ随电压ｖ的升高而升高，一直升高到饱和电流，这时阴极发出的所有电子与气体中的所有电子都被吸引到阳极，电流不再随电压而升高。

但当电压继续升高，达到汤生放电阶段，电流又迅速上升。

原因是电子在电场中加速，与气体分子碰撞发生电离，产生了新的自由电子，使自由电子的数日迅速增加。

当电压继续上升，将引起电流以超指数函数的形式增长，间隙上电压突然下降，这个阶段是自持放电。

７重庆大学硕士学位论文２等离子体净化发动机尾气的机理研究减少电路中的电阻以增强放电电流时，间隙电压会稍稍下降，这个阶段是辉光放电阶段。

若再提高电流，间隙电压回升，则是反常辉光阶段。

如果继续加强电流，转为电弧放电，此时电压降得很低。

２．１．２汤生放电理论上个世纪初，汤生建立了气体击穿理论，至今一直被公认为气体导电的基本基础理论之一。

①汤生电离系数为描述气体放电中的电离现象，汤生提出了三种电离过程，并引入三个对应的电离系数：１）体积电离系数ａ表示一个电子在沿阴极到阳极的方向上运动时，每经过一厘米与气体粒子碰撞所形成的自由电子数目；２）正离子电离系数ｐ表示一个正离子在电场方向上每经过一厘米路程所产生的电子数目；３）正离子轰击表面的二次电子发射系数１，表示轰击阴极表面的每一个正离子使阴极发射的电子数目。

②电子雪崩假设两电极是平板形，如图２．２所示，当电极上加上一定的电压时，空间有均匀电场分布．初始电子由阴极表面发射，在电场作用下向阳极运动，在其路程中不断与气体分子碰撞。

当电场强度足够大，电子速度加到足够大的时候，它在运行路程上的碰撞将引起电离。

若一次碰撞电离多出一个电子，当这两个电子继续向阳极运动时若能发生第二次碰撞，那么这两个电子就变成了四个，如此发展下去，电子的数目不断猛增，这种现象称为电子雪崩。

广一．＼／一、、●●Ｆｉ９２．２．／一・＼一Ｌ图２．２电子雪崩示意图Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ－ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎａｖａｌａｎｃｈｅ汤生放电理论认为，由于电子雪崩的倍增作用，初始电流ｉｏ在经过距离阴极ｘ处的时候增加到ｉ：重庆大学硕士学位论文２等离子体净化发动机尾气的机理研究ｉ＝秘“＝ｉｏｅ’…式中：Ｔ１表示一个电子经过ｌ伏电位差所产生的电子数目；ｖ表示电位差。

（２．１）理论分析表明，非自持放电电流密度公式可以表示为：．ｅ甜’２＾ｔ－而＂－ｔ）’式中：ｄ表示电极间距；ｊ０表示初始电流密度。

（２・２）由式２．２可知，当等号右边分母为零时，ｊ为无穷大，即如果初始电流为零，放电电流也不为零，说明此时放电可以自持了。

得到放电自持条件：３，（ｅ“ａ－１）＝ｌ（２．３）该式的物理意义是：如果从阴极发射一个初始电子，在电子雪崩作用下，产生（ｄ吐１）个新的电子，同时产生同样的正离子。

这些正离子在轰击阴极时。

在阴极产生二次电子。

只有从阴极上发射碱ｅ面．１＞＝１个新电子来代替己在阳极上消失的那个原始电子时，放电才能自持。

③帕邢（Ｐａｓｃｈｅｎ）定律自持放电条件可以改写为：ｎｄ＝Ｉｎ（１＋１／Ｔ）（２．４）将式２．１代入上式，考虑到Ｅ文，／ｄ，有：咿遴叫ｔ，ｄ，Ｉｎ旦兰Ｔ泣，，这就是帕邢定律，它具有重要的使用价值：１）常数Ｃ－、Ｃ２对某种气体保持恒定，对同种气体混入其它杂质气体，其值也不同。

这种现象称为潘宁效应（Ｐｅｎｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔ）。

２）着火电压ｕｆ随１ｒ的增加而下降，这种现象称为＾ｒ效应。

２．１．３流柱理论汤生放电理论是建立在稳定放电基础上的，不能用来解释火花放电这种不稳定放电现象。

Ｍｅｅｋ和Ｌｏｏｂ于１９４０年提出了流柱理论（也称流光理论），用来解释火花放电现象。

目前，这种理论不仅可以解释火花放电现象，还可以解释电晕放电以及高压电器的空气击穿问题。

流柱理论涉及复杂的数学推导，这里只做定性说明。

火花放电最初是在云雾室中开始研究的，实验发现，在气体击穿形成过程中，９重庆大学硕士学位论文２等离子体净化发动机尾气的机理研究空间带电粒子的产生除了电子雪崩外，还有其它形式的电离过程，使空间电离度大大增强，并伴随很强的光辐射，这就是流柱。

由阳极向阴极扩展的流柱称正流柱，由阴极向阳极扩展的流柱称为负流柱。

Ⅳ图２．３负流柱形成的示意Ｆｉｇ２．３ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅＳｔｒｅａｍｅｒｓｆｏｒｍｉｎｇ图２３描述了负流柱的形成过程，从阴极发射出的初始电子形成主电子雪崩Ｉ；在电子雪崩过程中形成的激发态原子辐射出大量光子，波纹线表示光子的辐射路线，在空间使气体原子电离而产生光电子，由光电子形成大量的次级电子雪崩ＩＩ、Ⅲ、Ⅳ等。

当雪崩汇合时便形成流柱，即当大量次级电子相互汇合时就形成迅速向阳极扩展的负流柱。

若放电空间初始电子出现在任意点，如阳极附近，则在阳极空间首先形成主电子雪崩，同时辐射出大量光电子，当主电子雪崩头部的电子接触阳极时，由于离子运动速度较慢，在它还来不及离开原来的空间时，阳极前就积累了大量正离子电荷，导致空间电场畸变，使靠近阴极空间的电场增强。

在它的作用下，光电子产生次电子流柱向阳极方向扩展，由于次电子雪崩的汇入，流柱迅速扩展到阴极，这种流柱称正流柱。

由此可见，在流柱形成的过程中，光电离有决定性的作用，而光电离可以产生在任意地点，次级电子雪崩的形成位置也是随机的，因此流柱的扩展路径是曲折分叉的。

若电子碰撞电离系数为旺，电子在电场方向走ｘ距离时，因碰撞电离而产生ｄ“个电子，在强电场高气压下，ａ系数足够大，很短时间内就产生大量的带电粒子。

而电离过程中电子与正离子是同时产生的，由于电子的漂移速度远大于离子的漂移速度（高出两个数量级），所以在极短时间内，电子雪崩产生的电子很快就跑到前面，而正离子相对于电子就是固定不动的，这样形成不均匀的空间电荷分布。

电子雪崩的头部集中的电子云，引起电场的最大的畸变，而后面是离子空间电荷，离子的分布也不均匀。

此时电子雪崩转变为流柱。

２．１．４电晕放电产生电晕放电的条件是气体压力较高，一般在一个大气压以上，电场分布很１０防水层数量防水层类型梯道资料（多个梯道可增加表格填写）梯道位置梯道宽度梯道高度梯道水平长度栏杆材料栏杆长度铺装材料机电设备情况（填写机电设备简介和主要设备数量及型号）供配电系统中央计算机系统防灾报警监控系统照明系统通风空调系统设备监控系统交通监控系统闭路电视监控系统通信监控系统9、市交通公用设施管理处拟接管公路资料卡建设单位（盖章）：年月日以下表格可复印填写路线基本资料序号路线代码路线名称区县名称乡镇名称起点地名起点桩号（公里）起点分界点类别止点地名止点桩号（公里）止点分界点类别桩号里程（公里）路段性质建成时间例G107 京深线罗湖区笋岗街道办事处笋岗2500.33 县界文锦渡2510.13县界9.8正常路段1992序号建成时间建设性质GBM及文明样板路地貌收费性质所属收费站是否一幅高速是否晴雨通车是否城管路段涵洞数量技术等级路面类型路面宽度（米）例一般路段平原不收费否是否0一级公路沥青混凝土30序号路基宽度（米）车道特征设计时速（公里）是否可以绿化已绿化里程（公里）重复路段路线编码变更原因变更时间建设单位设计单位施工单位监理单位备注例50 六车道80 是11.317 无变更横断面序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）中央分割带宽（米）左侧分割带宽（米）右侧分割带宽（米）横向坡度（%）超车道宽（米）例2501.664 2510.13 8.486 0.5 0 0 1.5 0序号超车道数（个）行车道宽（米）行车道数（个）左侧路缘带宽（米）右侧路缘带宽（米）区县名称备注例0 22.5 6 0 0 罗湖区路基左边坡序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）左边坡高度（米）左边坡坡度区县名称备注路基右边坡序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）右边坡高度（米）右边坡坡度区县名称备注路基左防护序号左边坡防护起点桩号（公里）左边坡防护止点桩号（公里）桩号里程（公里）左边坡防护类型左边坡建筑材料区县名称备注例2501.644 2508.571 6.927 植物防护（草皮、植树）软粘性土罗湖区路基右防护序号左边坡防护起点桩号（公里）左边坡防护止点桩号（公里）桩号里程（公里）右边坡防护类型右边坡建筑材料区县名称备注例2501.644 2508.571 6.927 植物防护（草软粘性土罗湖区皮、植树）左侧路肩序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）左侧路肩类型左侧路肩坡度（度）区县名称备注例2501.664 2510.13 8.486 硬路肩罗湖区路基右边坡序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）右侧路肩类型右侧路肩坡度（度）区县名称备注例2501.664 2510.13 8.486 硬路肩罗湖区路面结构序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）上层面材料上层面厚度(厘米中层面材料中层面厚度（厘米）下层面材料下层面厚度（厘米）例2501.644 2510.13 8.486 沥青混合料10水泥稳定粒料25序号基层材料基层厚度（厘米）底基层材料底基层厚度（厘米）垫层材料垫层厚度（厘米）区县名称备注例水泥稳定粒料30 罗湖区左侧绿化序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）绿化种类种植日期区县名称备注例2501.664 2510.13 8.486 花圃199705 罗湖区路中绿化序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）绿化种类种植日期区县名称备注例2501.664 2510.13 8.486 花圃罗湖区右侧绿化序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）绿化种类种植日期区县名称备注例2501.664 2510.13 8.486 花圃199705 罗湖区路基左排水属性序号左排水起点桩号（公里）左排水止点桩号（公里）桩号里程（公里）左排水类型左排水形式左建筑材料区县名称备注例2501.644 2508.571 6.927 排水管地下排水水泥混凝土罗湖区路基右排水属性序号左排水起点桩号（公里）左排水止点桩号（公里）桩号里程（公里）右排水类型右排水形式右建筑材料区县名称备注例2501.644 2508.571 6.927 排水管地下排水水泥混凝土罗湖区平曲线序号转角前缓和曲线起点桩号（公里）圆曲线起点桩号（公里）圆曲线止点桩号（公里）桩号里程（公里）后缓和曲线止点桩号（公里）平曲线半径（米）缓和曲线长度（米）超高值（%）加宽值（米）区县名称备注纵曲线序号纵曲线起点桩号（公里）纵曲线起点标高（米）纵曲线半径（米）纵曲线顶点桩号（公里）纵曲线顶点标高（米）纵曲线止点桩号(公里桩号里程（公里）纵曲线止点标高（米）区县名称备注纵坡序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）纵坡（%）区县名称备注例2447.576 2451.427 3.851 2.9 宝安区用地宽度序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）左侧用地宽度（米）右侧用地宽度（米）区县名称备注例2501.664 2510.13 8.486 50 50 罗湖区涵洞序号区县名称涵洞桩号（公里）涵洞类型涵洞跨径（米）涵洞净高（米）涵洞长度（米）备注宝安区2450.538 板涵 4服务区序号服务区编码服务区名称服务区类型区县名称服务区桩号（公里）建成年份服务区位置提供住宿服务提供汽车加油服务提供汽车修理服务提供餐饮服务提供停车服务提供超市服务收费站序号收费站名称区县名称收费站桩号（公里）建成年份收费站类型批准收费文件编号批准收费日期批准收费年限结束收费时间收费车道数（个）收费性质收费方向与下一个收费站距离（公里）例松安收费站宝安区2447.621 200509一般公路20050601 20 20250530 8还贷性双向渡口序号区县名称渡口代码渡口名称建成时间起点桩号（公里）渡口宽度（米）是否机动渡口渡口类型河流名称变更原因变更时间备注路面标线序号起点桩号（公里）止点桩号（公里）桩号里程（公里）标线分类组合1组合1标线宽度（厘米）组合1标线数量标线分类组合2组合2标线宽度（厘米）组合2标线数量例2501.644 2510.13 8.486 一实一虚黄线15 1序号标线分类组合3组合3标线宽度（厘米）组合3标线数量标线分类组合4组合4标线宽度（厘米）组合4标线数量区县名称备注罗湖区10、市交通公用设施管理处拟接管公路桥梁资料卡建设单位（盖章）：年月日路线代码桥梁名称中心桩号（公里）区县名称跨越地物类型跨越地物名称跨越第二个地物类型跨越第二个地物名称收费性质互通类型互通交叉方式互通形式桥梁长度（米）桥梁跨径分类桥梁跨径总长（米）主桥主跨（米）主桥孔数（孔）跨径组合桥梁性质设计荷载桥面铺装类型上部结构上部结构（年报）桥面全宽（米）桥面净宽（米）桥下净空（米）抗震等级通航等级桥台类型桥墩类型墩台防撞设施类型伸缩缝类型支座类型弯坡鞋特征桥梁高度（米）人行道宽（米）建成时间通车时间改建时间建设性质建设单位设计单位施工单位监理单位总造价（万元）技术评定等级评定日期病害改造部位改造工程性质改造完工日期变更原因变更时间备注10、市交通公用设施管理处拟接管公路系统隧道资料卡建设单位（盖章）：年月日路线编码隧道名称区县名称入口桩号（公里）是否分离式隧道分离式隧道上下行方向是否水下隧道隧道长度（米）隧道净高（米）隧道全宽（米）隧道净宽（米）隧道分类隧道照明隧道通风路面面层类型人行道宽（米）洞口形式安全通道数（个）电子设备断面形式排水类型砌衬材料消防设施建成时间改建年度通车时间建设性质建设单位设计单位施工单位监理单位变更原因变更时间备注。