电力论文哪里有？论文搭建了平板型DBD等离子体辅助煤炭燃烧装置和同轴型DBD等离子体辅助煤炭燃烧装置，通过正交实验设计分别对多种因素进行正交表设计，利用极差分析和综合分析判断各因素水平对DBD等离子体辅助煤炭燃烧特性的影响。
1 绪论
1.3 国内外研究现状
现阶段，关于大气压低温等离子体的研究主要可以分为等离子体基本特性研究和等离子体实际应用[11]。等离子体基本特性研究主要集中在等离子体激励电源、等离子体发生装置、实验诊断技术、数值仿真技术等。而等离子体实际应用研究主要集中在材料处理、能源转换、环境治理等。
1.3.1 DBD等离子体基本特性研究
在对DBD等离子体基本特性研究中，国内外学者对DBD等离子体发生装置做了大量的研究，例如研究DBD等离子体发生装置的构型；放电电极的几何形状、电极材料和尺寸；介质阻挡层材料等对放电特性的影响。
张瑞等[12]研究了同轴式介质阻挡放电过程，改变放电电压及介质材料对甲烷电离特性的影响，发现提高放电电压会加剧甲烷的电离；改变介质材料会使放电产生的电子密度和电子温度发生改变，与介质材料的相对介电常数正相关。邵涛等[13]对微秒脉冲介质阻挡放电等离子体干重整甲烷的反应器结构进行了优化研究，研究结果表明反应器结构对反应物转化率和合成气产率有显著的影响，多级或箔式外部电极和负极之间的放电可以促进CH4和CO2转化、气体产量和能量转化效率。金东翰等[14]研究了不同电极材料下DBD等离子体对亚甲基蓝去除率和能量利用率的影响，研究发现电极材料的二次电子发射系数越大，DBD等离子体中产生的高能粒子数量就越多，亚甲基蓝降解效果越好，能量利用率越高。
3 实验方案设计与实验指标选取
3.1 正交实验设计概念
在实验中会对实验指标产生影响的条件被称为因素，把准备在实验中考察因素的不同状态(或者不同程度)称为水平，如果一个实验项目具有n个因素和n个水平，那么在理论上这个实验项目则需要进行nn次实验，这就使得工作人员需要耗费大量的时间和精力，难以开展工作。
正交实验设计[58]是一种研究多因素多水平的科学研究方法，通过在众多实验因素中选择出几个具有代表性的实验因素，随后选择相应的正交表进行实验设计，从而在减少实验次数基础上获得较为理想的实验结果。该方法具有实验效率高、实验次数少、使用方便的优点，使其在科研和工业生产等领域得到广泛应用。值得注意的是，无法通过有限次的正交实验就刚好确定最好的因素水平组合，但是可以通过正交实验法，在选定的实验因素和水平中选择出一个相对而言最好的、最接近最佳因素水平组合的方案。
正交实验设计的关键部分是实验因素和水平选择、正交表选择。前者需要通过查阅相关文献或者进行初步探索性实验进行确定，因素的水平数反映该因素的重要程度，水平数越多则证明该因素越重要。而正交表遵循“均匀分散，齐整可比”的原则，以代表点进行设计的规范化系统设计表[59]。
5 同轴型DBD等离子体辅助煤炭燃烧特性影响因素研究
5.1 实验指标分析
5.1.1 放电特性分析
在进行同轴型DBD等离子体辅助煤炭燃烧时放电特性参数测量的实验时，供电装置的电源频率始终保持为10 kHz。
(1) 伏安特性分析
图31展示了进行同轴型DBD等离子体辅助煤炭燃烧实验时，不同实验组别下的放电电压-电流波形。从图中可以看出，当在同轴型DBD等离子体助燃装置的两端施加高频交流电时，电压波形呈现正弦波形，而电流波形则在正、负半周期内均出现密集的丝状电流脉冲。值得注意的是，电流波形始终超前于电压波形，这一现象是介质等效电容与气隙等效电容[77]共同作用的结果，最终使得电路整体的阻抗呈容性。
进一步分析可以发现，随着电压等级的提高，放电过程中产生的丝状电流脉冲数量明显增加，且放电启动的时间也相应提前。例如，当电压等级为14 kV时，第4组实验的放电电流最为剧烈，电流脉冲的峰-峰值可达129.6 mA；当电压等级为16 kV时，第6组实验的放电电流剧烈程度进一步增加，电流脉冲的峰-峰值可达134.4 mA；当电压等级为18 kV时，第10组实验的放电电流更加剧烈，电流脉冲的峰-峰值可达192 mA；而在电压等级为20 kV时，第16组实验的放电电流最为剧烈，电流脉冲的峰-峰值可达256 mA。
5.2 极差分析结果
通过对放电特性和燃烧特性指标的分析，可以发现，不同实验因素的水平组合对放电特性和燃烧特性均有影响。然而，当前尚不清楚各个因素对指标的具体影响程度，以及不同水平的因素对这些指标的影响。因此，接下来将通过极差分析方法，进一步明确各实验因素及其水平对放电特性和燃烧特性指标的影响程度。
(1) 放电功率极差分析结果
通过正交设计助手对放电功率进行了极差分析，分析结果如表10所示。由表可知，各因素的极差R数值大小顺序为：A > D > B > C，即电压等级 > 煤炭占比 > 高压电极材料 > 高压电极直径。极差的判断原则：极差R数值越大，所对应的因素对实验结果的影响也就越大。因此可以确定出对放电功率影响程度的大小顺序为：电压等级 > 煤炭占比 > 高压电极材料 > 高压电极直径。随后根据极差分析结果中各因素不同水平的均值，得出各因素的不同水平对放电功率的影响趋势，并绘制出图35。
6 结论与展望
6.1 结论
为了研究DBD等离子体辅助煤炭燃烧时，不同因素对煤炭燃烧特性的影响程度，并且希望获得改善煤炭燃烧特性的最佳组合。论文搭建了平板型DBD等离子体辅助煤炭燃烧装置和同轴型DBD等离子体辅助煤炭燃烧装置，通过正交实验设计分别对多种因素进行正交表设计，利用极差分析和综合分析判断各因素水平对DBD等离子体辅助煤炭燃烧特性的影响，得出改善DBD等离子体辅助煤炭燃烧特性的最佳因素水平组合，并与相应的空白对照组进行比较分析。主要得出了以下结论：
(1) 针对平板型DBD等离子体辅助煤炭燃烧装置，研究了电压等级、电极间距和煤炭占比三个主要因素对煤炭燃烧特性的影响，设计了三因素三水平正交表，并对实验所得的实验指标进行了极差分析。基于极差分析结果可以得出，选定因素对放电功率的影响程度依次为：电压等级 > 电极间距 > 煤炭占比；选定因素对质量平均变化速率的影响程度依次为：电压等级 > 电极间距 > 煤炭占比；选定因素对温度平均变化速率的影响程度依次为：电压等级> 煤炭占比 > 电极间距。
(2) 通过综合分析，可以确定在选定的因素和水平中，改善平板型DBD等离子体辅助煤炭燃烧特性的最佳因素水平组合为电压等级为22 kV，电极间距为30 mm，煤炭占比为0.75。测得最佳因素水平组合的质量平均变化速率和温度平均变化速率分别为0.003 g/s、0.5986 ℃/s，与同等煤炭占比下的空白对照组相比，质量平均变化速率提高了0.002 g/s，温度平均变化速率提高了0.2979 ℃/s。
参考文献（略）
