感应式水雾荷电性能及试验研究

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水雾荷电技术可以降低雾滴粒径、增强雾滴的吸附性,进而提高喷雾使用效率,在细水雾除尘、空气净化、农药喷洒、工业喷涂等领域具有重要的应用价值。雾滴的荷电性能是研究水雾荷电技术的基础内容与关键环节。在实际应用中雾滴的荷电性能受到多种因素影响,目前各种因素对荷电性能的影响尚不明确。且现阶段的研究多是针对锥形喷雾,尚未见到国内外学者有关双流体扇形喷雾荷电性能的研究。鉴于此,本文在感应式水雾荷电机理研究的基础上,设计了一套水雾荷电试验系统,对锥形喷雾与扇形喷雾两种感应式荷电水雾的荷电性能及其影响因素进行了试验研究,主要研究内容如下:  首先,本文介绍了三种常见的水雾荷电方式,重点阐述了感应式水雾荷电的荷电机理。并从库仑力影响液滴的受力平衡入手,分析了荷电液滴的破碎机理进而从理论方面证实了静电场的存在有利于液滴的雾化破碎。介绍了测量雾滴荷质比的方法与公式,并用其表征雾滴荷电性能的高低。  其次,利用Ansoft Maxwell软件建立了环电极与柱电极的物理模型,利用有限元分析法,对两种不同电极的诱导电场进行了仿真计算,分析了电场在喷嘴与电极之间的分布。仿真计算了不同电极参数对电场分布的影响,从而为试验研究中电极参数的选择及其对荷电性能的影响提供理论依据。  最后,本课题设计了一套感应式水雾荷电试验系统,在此基础上分别对影响锥形喷雾和扇形喷雾雾滴荷电性能的因素进行了试验研究,主要包括荷电电压、电极参数、气液流量和喷雾压力,并对试验结果与规律进行了分析。  本文研究结果表明,雾滴的荷质比与荷电电压及喷雾压力近似成正线性相关的关系;在一定范围内增大喷嘴电极间距,有利于增强雾滴的荷电性能;增大气液流量比有利于提高雾滴荷质比;环电极内径及柱电极间距的增大会降低荷电效果。
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