針對(duì)微波硫燈的基于能量平衡的等離子體模型研究

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摘要

現(xiàn)代光源的快速發(fā)展，以及應(yīng)用場(chǎng)合要求的多樣化，光源市場(chǎng)呈現(xiàn)出多樣化競(jìng)爭局面,同時(shí)也使得對(duì)光效、穩(wěn)定性、顯色指數(shù)、可調(diào)節(jié)性、成本等指標(biāo)的要求也越來越高。從發(fā)展歷程上來講，愛迪生發(fā)明白熾燈以來，電子光源的發(fā)展焦點(diǎn)從第一代熱致發(fā)光的白熾燈光源到第二代的氣體放電發(fā)光與光致發(fā)光結(jié)合的熒光燈，然后到第三代具有功率密度高結(jié)構(gòu)緊湊的高壓氣體放電放電燈，目前為止第四代LED光源與無電極氣體放電燈蓬勃發(fā)展。上世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的微波驅(qū)動(dòng)硫等離子體發(fā)光的機(jī)理，促成了人們對(duì)微波硫燈的研究。研制出的微波硫燈具有光效高、無電極燈泡壽命長、連續(xù)全光譜發(fā)光的顯示指數(shù)高與人體舒適度好，這些特點(diǎn)也使得它作為了第四代無電極氣體放電燈的一個(gè)新成員，并且給予了科學(xué)家和工程師們更加強(qiáng)大的動(dòng)力。到目前為止，商品化的微波硫燈已經(jīng)開始在港口、碼頭、廣場(chǎng)、工廠、倉庫、舞臺(tái)、體育館、市政工程、農(nóng)業(yè)哺育等大功率室內(nèi)外照明場(chǎng)合進(jìn)行了應(yīng)用，取得了非常不錯(cuò)的成效。但是微波硫燈在發(fā)揮自身優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也表現(xiàn)出一些有待克服的問題，現(xiàn)有磁控管驅(qū)動(dòng)、帶電機(jī)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不夠不能完全發(fā)揮出燈泡壽命長潛力，相較于其它中大功率光源，微波射頻源的高成本也需要光效、穩(wěn)定性、顯色指數(shù)展現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢(shì)等。
　　結(jié)合研究實(shí)際應(yīng)用中的問題，為了更好的發(fā)揮出硫燈的潛力，本論文主要對(duì)微波硫燈的熱狀態(tài)仿真理論進(jìn)行了研究。實(shí)際上微波硫燈的發(fā)光過程是一個(gè)微波與分子等離子體相互作用的復(fù)雜過程，也是一個(gè)前沿的多學(xué)科交叉的課題，針對(duì)研究的目的不同，目前有以下兩種針對(duì)硫燈發(fā)光的仿真思路：一種是對(duì)微波硫燈的等效電磁模型的仿真，研究其駐波比，場(chǎng)分布；另一種主要是對(duì)發(fā)光過程中的等離子體狀態(tài)建模，研究微波硫燈中的能量平衡過程。本論文沿著后一種思路，在深入分析當(dāng)今等離子體理論的基礎(chǔ)上，對(duì)能量平衡過程進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容為：
　　1．結(jié)合研究生階段制作樣燈的經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)市面上硫燈的調(diào)研，對(duì)硫燈的特點(diǎn)以及所存在的問題作了總結(jié)，并對(duì)現(xiàn)階段仿真以及實(shí)驗(yàn)的手段進(jìn)行了介紹。
　　2．對(duì)基于局部熱平衡的自洽等離子理論進(jìn)行了研究，在建立局部能量平衡方程的基礎(chǔ)上，分別分析了其中的電場(chǎng)模型，熱傳導(dǎo)模型，輻射模型，化學(xué)平衡與粒子濃度，最后總結(jié)了用于數(shù)值計(jì)算的一維自洽理論構(gòu)架流程。
　　3．由于模型的計(jì)算需要各種參數(shù)，對(duì)這套理論構(gòu)架中所會(huì)用到的參數(shù)，如熱導(dǎo)系數(shù)、電導(dǎo)系數(shù)、輻射產(chǎn)生及吸收系數(shù)等，進(jìn)行了詳細(xì)地理論公式推導(dǎo)。
　　4．對(duì)工作進(jìn)行了總結(jié)，并且對(duì)模型局限性作出說明。

著錄項(xiàng)

作者
何佰駿;
展開▼
作者單位

電子科技大學(xué);

展開▼
授予單位電子科技大學(xué);
學(xué)科電子科學(xué)與技術(shù)
授予學(xué)位碩士
導(dǎo)師姓名黃桃;
年度 2013
頁碼
總頁數(shù)
原文格式 PDF
正文語種中文
中圖分類燈泡、燈管;等離子體物理學(xué);
關(guān)鍵詞
微波硫燈; 能量平衡; 數(shù)值計(jì)算; 等離子體模型;

相似文獻(xiàn)

中文文獻(xiàn)
外文文獻(xiàn)
專利

1. 微波硫燈局部熱平衡理論研究 [J] . 王亞楠 ,何佰駿 ,黃桃 . 真空電子技術(shù) . 2013,第005期
2. 基于鎖相環(huán)的微波等離子體燈掃頻源研究 [J] . 盧輝 ,黃桃 . 真空電子技術(shù) . 2013,第005期
3. 基于能量平衡的遙感蒸散模型研究進(jìn)展 [J] . 王晗 ,景元書 ,秦奔奔 . 節(jié)水灌溉 . 2018,第11期
4. 基于水電能量平衡分析模型的水電企業(yè)管控模式研究 [J] . 馮樹臣 ,仝聲 ,朱世武 . 中國水運(yùn)（下半月） . 2017,第007期
5. 基于非等溫能量平衡模型的GTR二次擊穿特性研究 [J] . 周濤 ,裴德禮 ,陸曉東 . 電子元件與材料 . 2015,第007期
6. 微波硫燈局部熱平衡理論研究 [C] . WANG Ya-nan ,王亞楠 ,HE Bai-jun . 第十六屆全國微波能應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議 . 2013
7. 微波硫等離子光源能量平衡過程的研究 [A] . 侯谷一 . 2004

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針對(duì)微波硫燈的基于能量平衡的等離子體模型研究

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