自然界及工业生产活动中存在诸多物相混合的流动体系，以其物相所占体积比例，包含离散相及连续相。相比于连续相，离散相荷电在气溶胶体系测量、净化等领域中具有更重要的作用。本文首先基于离散相单极扩散荷电原理，研究气溶胶粒子形貌、表面积浓度及体积/质量浓度的实时测量，开发一种低成本、轻便可携带、具备1s时间分辨率优势的模型仪器，以填补现有测量仪器的不足。其次，基于细颗粒电晕荷电及微米液滴感应荷电特性，研究不同流动状态下离散相荷电条件、操作参数及颗粒自身特性等对气溶胶净化效率的影响，阐述离散相荷电是传统湿式除尘低耗改造、深度净化气溶胶的重要方法。
　　首先，采用不同实验装置分别研究无外电场影响下细颗粒单极扩散荷电特性、外电场存在下单极电晕荷电特性以及微米液滴感应荷电，并与相应经典荷电理论做对比。研究发现在无外电场存在下，颗粒形貌对单极扩散荷电有重要影响，粒子结构越松散，分形维数越小，对应颗粒荷电量越大。在相同迁移直径下，基元粒子尺寸对点接触形式下的聚集体表面积及扩散荷电量都有一定程度影响，且这种影响随迁移直径增加而有增强趋势；当迁移直径大于100nm时，相同直径下基元粒子尺寸较大的聚集体对应较高的单极扩散荷电量。在外电场影响下，相比飞灰颗粒，复杂形貌的碳黑颗粒进一步获得更多电荷。在感应荷电条件下，微米液滴荷电量的关键影响因素是操作参数，如荷电电压及喷雾量，实验结果与半经验理论模型有较好的一致性。
　　基于无外电场影响的单极扩散荷电原理，以喷射型荷电器为主，结合两组离子捕集器及静电计，构造一种能够实时监测气溶胶的模型仪器。采用该模型仪器能获得不同离子捕集器电压下的两组仪器灵敏性参数值，并线性加权获得一组最优灵敏性参数值，以此关联目标量。经由单分散颗粒校正之后，该模型仪器被多分散颗粒验证，并与扫描电迁移率分析仪(SMPS)进行对比。研究表明，该模型仪器能够精确测量球形颗粒表面积浓度，其结果与SMPS同步测量值的平均差距小于8%。在归类非球形颗粒基础上，该模型仪器也能实时测量多种分形维数下的聚集体/烧结体表面积浓度、体积浓度/质量浓度,而现有仪器不能实现上述功能。在对原始SMPS数据修正之后，两种仪器对非球形颗粒表面积浓度测量的平均差距小于10%，对体积浓度/质量浓度测量的平均差距不超过30%。相比SMPS,该模型仪器的突出优势是经济性好、轻便可携带，具备1s时间分辨率测量功能且可应用于现场测量。
　　基于离散相液滴荷电，利用无量纲净化理论分析不同模型参数对气溶胶净化效率的影响，并实验研究蠕动流下气溶胶净化的基础特性。研究表明离散相液滴荷电对油颗粒及盐颗粒捕集效率都具有增益效用。相比之下，憎水性颗粒（DEHS油颗粒）的静电增益作用更大，实验条件下DEHS颗粒最低捕集效率从38%提升到82%,同时可增强湿式除尘装置的运行稳定性。对比球形颗粒，聚集体颗粒在液滴表面的沉积速率较大，而液滴荷电能弱化颗粒形貌带来的捕集效率差异。对比微米级颗粒，液滴荷电对亚微米颗粒的增益作用最明显，同时极低的颗粒浓度可减小离散相相间碰撞概率，因此电场力对亚微米颗粒捕集的最大增益发生在一定的浓度范围。实验结果与模型预测趋势在亚微米及微米尺度内都具有较好的一致性。
　　基于固相颗粒电晕荷电及液滴感应荷电，实验研究湍流场下离散相荷电种类、操作参数及气相温度对不同类细颗粒物捕集效率的影响，并与电晕场主导下的湿法电除尘进行对比。实验结果发现传统湿式除尘器对碳黑颗粒的捕集效率低于飞灰颗粒，表明颗粒亲湿性在与颗粒形貌的竞争过程中占据优势。然而，离散相荷电对碳黑颗粒的净效率增量却明显高于飞灰颗粒。液滴感应荷电条件下碳黑颗粒的最大净效率增量为60%，而相同情况下飞灰约为40%。相比液滴感应荷电，颗粒电晕荷电的增效作用较弱。研究还表明气相温度升高有助于增强亚微米颗粒在液滴表面的沉积，然而与离散相荷电相比为次要因素。此外，通过与电晕场主导的湿法电除尘器相比，表明以液滴感应荷电为主导的净化方法不仅能显著提高颗粒捕集效率，还能较大幅度减少能耗。
　　在固液离散相同时荷电条件下，采用耦合udf程序的数值模拟方法研究湍流场中单个荷电液滴附近的微米颗粒运动轨迹、碰撞效率及沉积特性。结果表明湍流扩散使颗粒运动轨迹变得发散、不再唯一，但并不能使颗粒的迁移方向完全背离主流方向。在库伦力作用下，颗粒开始在液滴背部沉积，但随颗粒初始位置的增加而有所弱化。在边界层稳定流动下，库伦力作用对较小粒径颗粒的沉积效率有明显影响。然而在边界层分离流动下，惯性碰撞作用对颗粒-液滴碰撞具有决定性影响，一定程度上弱化了库仑力作用。在单荷电液滴数值模拟基础上，结合无量纲化理论预测了群荷电液滴下湍流气溶胶净化效率。通过实验对比，表明该复合模型能较好地预测气溶胶净化效率的变化趋势，有助于静电增强型湿式除尘器的设计及应用。