本文關鍵詞：電暈放電場中液滴動力學過程分析

  更多相關文章： 高壓靜電場 泰勒錐 空腔針板電極 運動參數 荷質比

【摘要】：目前高壓靜電霧化技術已經廣泛應用到農藥噴灑、工業(yè)噴涂、材料制備、燃油燃燒、工業(yè)除塵及脫硫、顆粒聚并及分離等領域。它是利用靜電場的干擾引起液體表面不穩(wěn)定,導致其分裂、細化而形成霧滴。在霧化裝置的控制參數(流量、壓力、電極直徑等)一定的情況下通過調節(jié)霧化電場的大小,對霧滴大小、霧化角、霧滴運行軌跡等進行調控,得到符合實際需要的霧滴尺寸、彌散效果、霧化密度等,實現節(jié)省原料、提高液體利用效率的目的。本文用空腔霧化電極作為放電極,利用PCO.dimax高速攝像機時時采集了霧化液滴在電場中運動的實驗數據及各種瞬態(tài)現象,通過相關數據及現象分析了液滴泰勒錐形成過程、泰勒錐斷裂過程;泰勒錐形狀與空腔尺寸、外施電壓、液體性質的關系;霧化角與外施電壓關系;電場中霧滴的運動軌跡、運動速度、加速度與電場的關系;霧滴在電場中的破碎條件及其破碎前后霧滴的運動狀態(tài)改變;液體中離子濃度對霧化形成過程的影響。結果表明:(1)在空腔霧化裝置中,對于同一極板間距的空腔霧化電極,電壓相同時,電流的大小與霧化電極直徑成反比;對于相同直徑的空腔霧化電極,電壓相同時,電流的大小與極板間距成反比;在相同極板間距和空腔霧化電極直徑下,電流和電壓成正比。(2)實驗表明,用蒸餾水作為噴射液時,直徑較小的空腔霧化電極在低電壓下更容易形成泰勒錐。在同一霧化實驗參數下,霧化電極電壓越大(0-40 kV范圍內),泰勒錐分裂出的液滴平均粒徑越大,泰勒錐斷裂的平均速率也越慢。(3)隨著電暈電壓的升高(0-40 kV),液滴的霧化角先增大后減小,在20 kV電壓下霧化角得到最大值(39°)。液滴的霧化角與泰勒錐斷裂、霧滴所處電場強度和其在電場中的運動時間相關。(4)在一定的霧化區(qū)域內,液滴在電場中運動的速度逐漸加大;相同電場作用下,液滴平均加速度的大小與液滴自身的荷質比成正比例關系。霧滴瞬時加速度與電場強度正相關。實驗中液滴在極板間距100 mm,電壓35-40 kV下,破碎效果比較好。(5)在相同的霧化參數下,在霧化過程中液滴的泰勒錐斷裂所需要的外施電壓,Ca(OH)_2飽和溶液(13 kV)低于蒸餾水(15 kV)。相同電壓下,Ca(OH)_2溶液的霧化角比蒸餾水的大,隨著電壓的增大,其霧化角也是先增大后減小。在霧化過程中,Ca(OH)_2液滴的平均噴射速率和液滴在電場中的運動速度都比蒸餾水的快。文章通過分析液體霧化過程中空腔電極尺寸、外施電壓、液滴中的離子等參數對泰勒錐形成、霧化液滴破碎、運動等過程的影響,總結了各參數之間的關系、總結了空腔霧化電極的霧化規(guī)律,為以后更好地應用空腔霧化裝置提供重要的指導意義。
【關鍵詞】：高壓靜電場 泰勒錐 空腔針板電極 運動參數 荷質比
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ027.32
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究的背景、目的和意義11-12
• 1.1.1 研究的背景11-12
• 1.1.2 研究的目的和意義12
• 1.2 國內外在該方向的研究現狀及分析12-14
• 1.2.1 國外的研究現狀及分析12-14
• 1.2.2 國內的研究現狀及分析14
• 1.3 課題的主要研究內容及創(chuàng)新點14-16
• 1.3.1 主要研究內容14-15
• 1.3.2 創(chuàng)新點15-16
• 第2章 液體在靜電場中的霧化理論16-23
• 2.1 霧化液滴的荷電機理16-21
• 2.1.1 液體的導電現象16
• 2.1.2 霧滴的荷電16-19
• 2.1.3 霧化液滴的破碎19-21
• 2.2 荷電射流液滴的動力學模型分析21-22
• 2.2.1 荷電液滴所受的力21
• 2.2.2 荷電液滴的動力學方程21-22
• 2.3 小結22-23
• 第3章 靜電場對蒸餾水霧化效果影響的研究23-44
• 3.1 實驗裝置及方法23-25
• 3.1.1 實驗裝置23-24
• 3.1.2 實驗方法24-25
• 3.2 空腔霧化參數的選取25-27
• 3.2.1 極板間距對空腔霧化放電的影響25
• 3.2.2 空腔霧化電極的直徑對霧化放電的影響25-27
• 3.3 液滴的霧化過程分析27-43
• 3.3.1 液滴泰勒錐的形成過程28-30
• 3.3.2 液滴在電場中的運動30-40
• 3.3.3 液滴在電場中的破碎40-43
• 3.4 小結43-44
• 第4章 靜電場對離子性溶液霧化效果影響的研究44-49
• 4.1 兩種液滴泰勒錐的形成過程44-45
• 4.2 兩種液滴在電場中的運動過程45-48
• 4.2.1 兩種液滴霧化角的對比45-46
• 4.2.2 相同霧化參數下兩種液滴運動參數的對比46-48
• 4.3 小結48-49
• 第5章 結束語49-51
• 參考文獻51-54
• 致謝54-55
• 攻讀學位期間取得的科研成果55

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 崔潔;陳雪莉;王輔臣;龔欣;;撞擊液滴形成的液膜邊緣特性[J];華東理工大學學報(自然科學版);2009年06期

2 王四芳;蘭忠;彭本利;白濤;馬學虎;;超疏水表面液滴合并誘導彈跳現象分析[J];化工學報;2012年S1期

3 鄭振安;;一種高效率的液滴分離裝置——盒式分離器[J];化肥設計;1983年03期

4 呂硯山,張進明,蘇自來;液滴尺寸與帶電量關系的初步研究[J];北京化工學院學報(自然科學版);1991年02期

5 趙宗昌;尹曹勇;;湍流分散體系中液滴破碎頻率模型的黏性修正[J];化工學報;2006年12期

6 崔潔;陸軍軍;陳雪莉;龔欣;于遵宏;;液滴高速撞擊固體板面過程的研究[J];化學反應工程與工藝;2008年05期

7 張麗麗;史巖彬;王仁人;;液滴干燥過程的模擬研究[J];中國粉體技術;2011年04期

8 楊利民,翁志學,黃志明,潘祖仁;攪拌槽內的液液湍流分散(Ⅲ)——液滴分裂速率[J];化學工程;1987年02期

9 Ю.Н.Лебедев;潘曉言;;采用弦絲式液滴捕集元件的高效分離器[J];石油化工設備技術;1989年02期

10 魏淑娟;;液滴指示器[J];油田地面工程;1990年02期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 左子文;王軍鋒;霍元平;謝立宇;胡維維;;氣流中荷電液滴演化的數值模擬[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

2 賀麗萍;夏振炎;;低流量微管末端液滴形成及破碎的研究[A];第八屆全國實驗流體力學學術會議論文集[C];2010年

3 熊燃華;許明;李耀發(fā);楊基明;羅喜勝;于勇波;趙鐵柱;;液-液兩相介質中液滴在沖擊作用下演變模式[A];第十四屆全國激波與激波管學術會議論文集（下冊）[C];2010年

4 劉華敏;劉趙淼;;液滴形成與下落過程分析[A];北京力學會第13屆學術年會論文集[C];2007年

5 鄭哲敏;;液滴與液面碰撞時發(fā)生環(huán)形穿入的條件[A];鄭哲敏文集[C];2004年

6 劉偉民;畢勤成;張林華;孟凡湃;薛梅;;液滴低壓閃蒸形態(tài)和溫度變化的研究[A];山東省暖通空調制冷2007年學術年會論文集[C];2007年

7 呂存景;;微尺度下的液滴黏附力學[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

8 陳雪;朱志強;劉秋生;;固體表面液滴熱毛細遷移的實驗研究[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

9 郭加宏;胡雷;戴世強;;液滴沖擊固體表面液膜的實驗和數值研究[A];第九屆全國水動力學學術會議暨第二十二屆全國水動力學研討會論文集[C];2009年

10 魏明銳;趙衛(wèi)東;孔亮;沃敖波;;液滴修正零維蒸發(fā)模型的推導與分析[A];2007年APC聯合學術年會論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數據庫 前2條

1 王小龍;新法可讓液滴按需形成任意形狀[N];科技日報;2014年

2 孫文德;液滴透鏡[N];中國知識產權報;2001年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 劉棟;液滴碰撞及其融合過程的數值模擬研究[D];清華大學;2013年

2 周源;蒸汽爆炸中熔融金屬液滴熱碎化機理及模型研究[D];上海交通大學;2014年

3 張璜;多液滴運動和碰撞模型研究[D];清華大學;2015年

4 王志超;基于SPH-DEM耦合方法的液滴沖擊散粒體運動機理研究[D];天津大學;2015年

5 霍元平;荷電液滴破碎機理及電流體動力學特性研究[D];江蘇大學;2015年

6 范增華;基于疏水表面冷凝和振動粘著控制的微對象操作方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

7 王兵兵;電場下液滴界面輸運與傳熱特性的分子動力學研究[D];華北電力大學(北京);2016年

8 嚴啟凡;流動聚焦液滴生成技術研究[D];中國科學技術大學;2016年

9 張博;液滴潤濕行為與表面微納結構關系的模擬研究[D];北京化工大學;2016年

10 饒莉;液—液分散體系中液滴的動力學行為研究[D];北京化工大學;2016年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 崔艷艷;液滴撞擊傾斜壁面動力學過程研究[D];大連理工大學;2010年

2 吳方;微流控系統(tǒng)的高通量液滴檢測[D];天津理工大學;2015年

3 龔翔;電場作用下液滴的聚結特性及高壓靜電破乳研究[D];集美大學;2015年

4 李艷斌;工業(yè)廠房中敞口槽散發(fā)純水液滴的蒸發(fā)和運動規(guī)律[D];西安建筑科技大學;2015年

5 王修張;含硫天然氣在節(jié)流閥內相變規(guī)律研究[D];中國石油大學(華東);2014年

6 黃亞男;液滴撞擊鎂合金疏水/超疏水表面的動力學特性研究[D];大連海事大學;2016年

7 劉嘉宇;WFGD過程中脫硫漿液液滴夾帶特性的數值模擬研究[D];東南大學;2015年

8 吳炬暉;表面活性劑對液滴破裂的影響[D];華東理工大學;2016年

9 盧珍萍;固體表面上液滴外觀形貌的研究[D];北京理工大學;2016年

10 楊波;芐基疊氮復合柴油單液滴燃燒特性試驗研究[D];北京理工大學;2016年

，

本文編號：858178