荷电条件下颗粒直流电晕荷电的性能研究

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1、荷电条件下颗粒直流电晕荷电的性能研究在上而描述的多分散的气溶胶生成系统的下游，冇-个差示迁移率分析仪用于根据所需的人小分类单分散的粒子。敁先采用差示迁移率分析仪（DMA）等级的一个放射性颗粒荷屯器用丁•输入多分散的颗粒來达到明确的荷电分布。差示迁移率分析仪（DMA）工作的气溶胶流率足1.5升/分钟，鞘流率足15.0升/分钟。为了获得实验用的电屮性颗粒，差示迁移率分析仪（DMA）分类的颗粒直接通过放射性颗粒屮和器和一个静电电容器。图3是用于模型绩效评佔的实验装置。为了测虽荷电效率，气溶胶流通过第二个静电电祚器除去所冇的带屯颗粒，从而测得从模型中离去的带屯颗粒部分，然后导入-个超

2、细粒子凝结汁数器，汁算出流体中中性颗粒的数贵浓度。迕测ft期问，通过模型的气溶胶流a率山敁流ft条件卜操作的超细粒丫•凝结计数器（UCPC）泵和层流流量计与针型阀规定流率的真空线控制。木征荷电效率山RomayandPui（1992）的方法计算出來。卟和n2*别是：模哦正常工作的条件下，在第二个静电电容器的下部分别施加高压和不施加高压时测得的颗粒数量浓度。外部荷电效率是由ChenandPui（1999）描述的方法评估得到的。N3-卟/PecN4n3是模型打开吋离开它的颗粒数虽浓度；n4是进入模型的颗粒数虽浓度；屮性颗粒通过第二个静屯也容器吋的渗透率。在本实验中，通过模型的颗粒荷

3、电分布进一步得到描述。率联差示迁移率分析仪（DMA）技术川于测泔在不同尺、r下单分散实验颗粒的颗粒荷电分亦。川于实验这部分的颗粒产生系统和以前描述的那些足一样的。离开荷电器的颗粒的电迁移分布山不带快乐里屮和器的SMPS测得。带负电颗粒的测量，差示迁移率分析仪（DMA）和一个外部的髙压供电源相连。进入模型中的实验颗粒在尺寸上是单分散的，由SMPS测得的颗粒的也迁移分布，农明了离幵模型的实验颗粒的荷屯分布。注意到：实验中测得的荷也分布是指模型荷电调节器出U的颗粒（定义为外部荷电分布），而不足模型荷电区域的颗粒（定义为本征荷电分布）。本征和外部荷电分布的区别在于调节器屮荷电颗粒的损

4、失。4.单极荷电模型（单级充电模式）在调节器中生死模式川于模拟平.级扩敗荷电。这种模型括一个微分方程的无穷集，假设离子浓度常罱A/;的值比所介颗粒的值要岛（Boisdron&Brock,1970〉。模锻方61的的求解可给出荷电效率和给定/V,值的荷电分布。=-PoNQNi，^=P0NQN^fi}N}Nb番■聲这里/V。是含有n个棊本也荷量的颗粒数量浓度；t指颗粒的平均停留吋(Hj;f3n足联合含有n个基本也荷觉的颗粒和离子的复合系数，山福克斯(Fuchs,1963)的限制领域理论计算得到。这个理论假定：颗粒問W的空间被一个虚构的与颗粒同屮心的球体分割成两部分。介:限制领域的外

5、部，离f的运动山宏观扩散ii移理论决定。在限制领域的内部，离子的运动山颗粒的热运动速度和相亙作用潜能共同作用控制。与限制领域表而的离子流虽扣匹配的奴合系数计算如不："—nOCiS2exp(-

6、系统温度；诊W指距离颗粒屮心r出处的潜能，-其中A是离子-颗粒间的相互作川力；瓜楚Ke-1/4hz0的座伦常量，e。是真空介电常数；e是荷电量的漉本甲位；1<是!<=((e-1)/(e+1))e2中的分子力参数，e是颗粒介屯常数。没有电动力时，在限定区域半径范W内，碰撺机率0是颗粒半径范W比率的平方(O=a2/S2对于一个带电颗粒，㊀由扱小的碰撞参数计算得到(Natanson,I960)。设db2/dr=0,碰撺机率0可计筇如下:其:屮b。是碰撞参数的最小值。计算所盂：电了•迁移率乙和离子的分F•重罱私。Zi:鵬爲A=1.329Dp(nm)sussauedFig.4.Pen

7、etrationcurveofunchargedparticlesthroughtheprototype.：SkTNaCi=VD,=kTZie(Mi+Ms)Na其中，/V,足阿伏伽徳罗常数，.＜是环境气体的分子道量.5.结果和讨论5.1模型操作条件的最优化阁4足在调节器未施加电压的情况下测量的通过模型的未带电颗粒的穿透曲线。粒径在520nm的单分敗的中性银颗粒川于不同气溶胶流率的测量。正如所料，模型中为带电颗粒的损失随着颗粒尺、P和气溶胶流率的减少而增加。在气溶胶流率为3介/分钟时，模型屮5nm的未带