感应荷电喷雾静电场与荷电特性分析

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1、高电压技术第３６卷第１０期２０１０年１０月３１日ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ３１，２０１０２５１９感应荷电喷雾静电场与荷电特性分析陈汇龙，赵英春（江苏大学能源与动力工程学院，镇江２１２０１３）摘要：感应荷电喷雾静电场的特性是感应荷电喷雾流场与静电场耦合计算的基础，也是荷电喷雾技术基础理论研究的关键之一。为了了解喷雾静电场中环状电极的感应静电场分布特性，在感应荷电机理分析和静电场物理模型建立的基础上，通过将商用ＦＬＵＥＮＴ计算功能的扩展，对感应荷电喷雾中喷嘴与环状电极静电场进行数值模拟，并对静电场分

2、布特性进行分析，结合感应荷电机理，明确感应静电场分布对喷雾液滴荷电效果的影响，从而可以通过改变静电场的分布特性改善液滴荷电质量。计算结果表明：随着充电电压的增加或电极间距的减小，电极处电场强度增强，尤其是喷嘴电极处增幅明显；电场强度沿轴向衰减迅速，故拥有高场强的电极及其附近区域是液滴感应荷电的关键，研究结论与有关试验结果相符合。因此，较高充电电压或较小电极间距（１０ｍｍ以下）情况下的喷嘴与环形电极的静电场分布有利于获得较好的荷电效果和喷雾质量。关键词：感应荷电喷雾；静电场；电极结构；环状电极；电极间距；数值模拟；ＦＬＵＥＮＴ；荷电效果中图分类号：ＴＰ６９

3、文献标志码：Ａ文章编号：１００３－６５２０（２０１０）１０－２５１９－０６ＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＩｎｄｕｃｔｉｏｎＦｉｅｌｄａｎｄＣｈａｒｇｉｎｇＰｒｏｐｅｒｔｙｏｆＤｒｏｐｌｅｔｉｎＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＳｐｒａｙｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓＣＨＥＮＨｕｉ－ｌｏｎｇ，ＺＨＡＯＹｉｎｇ－ｃｈｕｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎｆｉｅｌ

4、ｄｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｅｌｅｃ－ｔｒｏｓｔａｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎｆｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｉｎｄｕｃｔｉｏｎｃｈａｒｇｉｎｇ，ｕｓｉｎｇａｎｅｘｔｅｎｄｅｄｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＦＬＵＥＮＴｃｏｄｅ，ｗｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎｆｉｅｌｄｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｒｉｎｇ－ｌｉｋｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｗｉｔｈｉｎｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｓｐｒａｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏ

5、ｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｉｅｌｄｏｎｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｄｒｏｐｌｅｔ，ｓｏｔｈａｔｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｑｕａｎｔｉｔｙｃｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｗｅｒｅｃｈａｎｇｅｄ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｓｐｒａｙｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｔｈｅｎｏｚｚｌｅｈａｄａｃｒｕｃｉａｌｉｎｆｌ

6、ｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｄｒｏｐｌｅｔ，ａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｎｏｚｚｌｅｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄｑｕｉｃｋｌｙａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｉｅｌｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈａｎｇｉｎｇｖｏｌｔａｇｅａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ’ｄｉｓｔａｎｃｅｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｉ

7、ｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎ－ｃｒｅａｓｅｄｅｓｐｅｃｉａｌｌｙａｒｏｕｎｄｔｈｅｎｏｚｚｌｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｓｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｗｅａｋｅｎｅｄｒａｐｉｄｌｙａｌｏｎｇａｘｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｓｏｔｈｅａｒｅａｗｉｔｈｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈａｒｏｕｎｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｐｌａｙｅｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｄｒｏｐｌｅ

8、ｔｉｎｄｕｃｔｉｏｎｃｈａｒｇｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｈａｄｔｈｅｇｏｏｄａ－ｇｒｅｅ