静电场中带电浆液雾滴静电破碎分析

为了研究静电喷雾两相流动过程中高压静电场对雾滴破碎的影响,探讨雾滴静电破碎的机理,采用瑞利极限对石灰浆液雾滴的静电破碎过程进行了理论分析和实验验证,获得了影响石灰浆液雾滴静电破碎的因素及不同静电电压下雾滴的粒径分布与荷质比的关系。理论分析表明:静电场中雾滴在瑞利极限和泰勒极限的要求下产生破碎,影响其破碎的因素包括荷电量、射流速速、雾滴粒径、表面张力、浆液质量分数以及温度等,其中雾滴荷质比、射流速度在雾滴静电破碎过程中起着重要作用,雾滴越大,其破碎的荷质比越大。对雾滴破碎的实验表明,雾滴粒径随着荷质比的增大而逐渐减小,破碎的荷质比远小于其估算值,分析认为雾滴在静电力作用下确实产生了破碎,其破碎过程不但与静电力有关,同时与静电场、速度场及其他外界因素紧密相关,静电力是静电喷雾流场中雾滴发生破碎的重要因素。     

水煤浆雾滴群荷电特性的试验研究

利用针管–环状电极配置的微喷射流静电雾化系统对水煤浆雾滴群的荷电特性进行了试验研究,以雾滴群的荷质比作为衡量其荷电效果的指标,采用网状目标法获得了高压静电场强度、水煤浆电导率以及射流流量对水煤浆雾滴群荷电特性的影响规律。试验中发现充电电极在正向加压及逆向减压的情况下,水煤浆雾滴群表现出两种不同的荷电规律, 除起止电压之外,雾滴群在正向加压过程的荷质比均不同程度略小于同等条件下逆向减压过程的荷质比。研究还表明：环状充电电极加载25 kV以内的电压已经能使水煤浆射流在静电场以感应荷电方式有效充电,达到静电雾化的条件;相对高的感应场强、液体电导率以及较低的射流量能够使雾滴群获得较高的荷质比。     

背负式静电喷雾器设计与试验

为改善传统背负式施药器械的喷雾效果,运用高压静电喷雾技术,设计了背负式静电喷雾器。该喷雾器由蓄电池、隔膜泵、高压静电发生器、喷枪、直射喷头和药箱组成,采用直接充电的方式对雾滴进行充电。为考察该喷雾器的性能,用网状目标法对荷质比进行了测量,用Oxford激光粒子图像分析测试系统测试了雾滴粒径及速度,最后用纸卡法测试了雾滴覆盖度。测试结果表明:荷质比随喷嘴压力的加大基本呈线性增长,因而在保证零部件及系统可靠的前提下,设计静电喷雾器时可适当增加喷嘴压力;静电促进雾滴吸附于作物表面、使雾滴粒径细小且分布均匀、改善了雾滴的速度分布均匀性,从而使雾滴能够均匀吸附于作物表面各部位,并显著提高了雾滴的覆盖度。     

高压静电液体雾化技术

高压静电雾化具有雾滴粒径细小、粒径尺度单一、空间弥散程度广等优点,广泛应用于农牧林业病虫害防治、工业喷涂、燃烧、脱硫除尘及材料薄膜制备等领域。为有效提高燃油燃烧效率、烟气脱硫效率及药剂灭菌效率等,从破碎动力学、不稳定理论及雾化模式等出发对高压静电雾化理论进行了详细的阐述,测试了平口雾化喷嘴在针-环状组合电极下的喷雾特性。获得了雾化角、射程、沉积量分布及雾滴荷质比、索太尔(SMD)平均直径和PIV雾化流场图象等信息,并进行了分析。实验结果表明:高压静电减小了液体的表面张力和粘滞阻力,使液体容易破碎成更为细小的液滴,使雾滴尺寸分布更均匀。雾滴荷电后,带电雾滴在高压静电场的作用下容易发生二次雾化,进一步减小雾滴粒径;同时带电雾滴在电荷之间斥力作用下,弥散程度加大,且能在目标物感应出与本身电荷极性相反的电荷,从而在极化力、引力等作用下更容易被目标物所捕获。     

乙醇-生物柴油液滴的荷电与破碎特性分析

研究燃料液滴的荷电与破碎是雾化问题的关键。将乙醇与生物柴油掺混,制得体积比分别为1:9、2:8、3:7、4:6及5:5这5种掺混燃料,在静电雾化系统中进行对比实验。基于电场分布的理论计算,分析了各燃料的荷电性能,讨论了稳定锥射流模式下液滴的破碎特性。根据液滴破碎的力学机理,基于液滴气动力克服表面张力发生破碎的韦伯模型,考虑荷电后液滴表面张力的变化,得出了静电韦伯数。实验结果表明:随着喷嘴电压升高,燃料的荷质比增大。乙醇比例越高,燃料荷质比越大。计算结果表明:乙醇比例高的燃料液滴其静电韦伯数越大,越有可能发生破碎。基于静电韦伯数,推导出带电液滴破碎的判别条件,并实验验证了燃料液滴破碎时静电韦伯数的临界值为19。     

基于圆锥管状电极的高压静电场对雾滴荷电的影响

静电喷头电极产生的高压静电场对雾滴荷电及沉积效果有重要影响,为此,根据航空静电喷雾的特点改进原有圆柱管状电极型式为圆锥管状电极。借助Ansoft Maxwell软件和试验测试方法对锥形管状电极的空间电场强度进行分析。建立了基于圆锥管状电极静电喷头的雾滴荷电效果测试系统,开展了模拟飞行条件下的充电电压对雾滴荷质比及沉积分布的影响效果试验研究。结果显示:电极空间电场模拟结果与测试计算结果基本符合,确定靠近锥形电极20~70 mm范围为最佳荷电区域。雾滴荷质比随着充电电压的增加有增加的趋势,与距离喷头的轴向位置关系不大,当电压达到10 kV时雾滴荷电饱和,并获得了最大荷质比2.13 mC/kg。相比0 kV条件,10 kV电压条件下的雾滴在中性靶标侧面、下面和背面的沉积量有明显提高,分别平均提高了18、19、18 cm-2;雾滴在正极靶标的沉积量明显多于负极和中性靶标,在正极靶标背面上的平均沉积量相比其正面和侧面增加的更多,达到86%。     

两种炉型粉煤灰电学特性的实验研究

选取煤粉炉和循环流化床锅炉的粉煤灰进行电学特性实验研究。结果表明:温度对粉煤灰比电阻有很大影响,且粉煤灰比电阻在150℃达到最大,粉煤灰比电阻随电压的增加而降低;在电压8~20kV内,粉煤灰荷质比随着电压的增加先增加而后迅速下降,粉煤灰颗粒荷电能力随着颗粒粒径的增加而增强。两种炉型粉煤灰比电阻及荷质比随实验单一因素变化大体走势相同。     

农用高压荷电雾滴形态特征与沉降运动分析

针对农用高压静电喷雾器械在雾化性能检测方面存在的不足,基于药液雾化场的实验数据,提出了利用激光粒子图像技术获取雾滴特征参数,再结合数字图像处理技术对雾滴运动情况进行分析的检测统计方法.以EES温室高压静电喷雾场中雾滴沉降区的雾滴形态特征及其运动为研究对象.运用Oxford激光粒子图像分析测试系统(PDIA)对图像中的雾滴直径、周长、形心位置、圆形度等特征参数进行计算与统计.同时,利用标记点跟踪和雾滴邻域匹配慨率方法对雾滴的运动轨迹进行拟合与分析.实验结果表明,该方法实现了对静电喷雾场中雾滴形态特征的快速准确检测,为进一步分析荷电雾滴的沉降及漂移运动提供了有效方法.     

气力式静电喷枪设计及其喷雾性能的测试

为了提高植保作业中喷雾器的喷雾效果,将高压静电喷雾技术与气力式喷雾技术结合,设计了气力式静电喷枪。该喷雾器由充电式镍氢电池、高压静电发生器、喷枪主体、静电喷头组成,采用感应充电的方式对雾滴进行充电。对喷枪的喷幅进行了测量,用法拉第筒法测量了荷质比,用PIV(particle image velocimetry)测速系统测量了雾滴运动速度分布,最后用浓度测试法测量了雾滴沉积率。结果表明:静电作用可使喷枪喷幅变宽;荷质比随气体压力的加大而增长;静电作用能提高雾滴运动速度且使雾滴运动速度分布更加均匀;静电作用能提高雾滴在叶片上的沉积率,尤其能提高叶片背面的沉积率,从而使雾滴能够均匀吸附于作物表面各部位。     

Electrostatic Generation of Fine Paint Droplets

Small vibrating capillaries have been used with good success to generate uniform liquid droplets as small as 20 ?m in diameter. However, this technique has not been successful for viscous highly pigmented fluids such as paints. Since paint tends to clog fine capillaries, the smallest droplet that can be reproducibly obtained with conventional methods is about 400 ?m. A method is described for electrostatically generating paint droplets down to 30 ?m. A 250 ?m diameter paint jet is vibrated by an electromechanical transducer at a frequency of 2200 Hz in the presence of an electric field. Fine ligaments are formed between the large drops. Under the action of the electric field the ligaments break up into small highly charged droplets which can be spatially segregated according to size. Calculations of droplet charge based on the equations of motion for the system indicate that the charge on the finer droplets approaches the Rayleigh limit.     

航空发动机尾气静电带电机理分析与试验研究

航空发动机工作时,其燃烧室内发生的复杂物理化学变化会导致发动机尾气静电带电。为研究这种静电带电的机理及其变化规律,理论分析了发动机喷流尾气中带电粒子的产生演化过程和影响因素。在讨论对比多种测试原理与传感器方案的基础上,确立了非接触式静电感应测试方法,研制了共轴喇叭状静电传感器和静电监测系统以及相应的自动测试软件。试验研究了某型航空发动机的尾气静电带电现象,获得了大量喷流尾气静电信号,同时验证了所开发测试平台的有效性。研究结果表明:航空发动机正常工作时,喷流尾气中带电粒子总体显正极性,平均体电荷密度随发动机转速和燃烧室温度的升高而增大,最大体电荷密度可达0.077 nC/m3;发动机获得的等效电流为2.26 nA,由此产生的电晕放电频次可达14 kHz。     

脉冲电流测量线圈的理论分析与实验研究

从脉冲电流测量线圈(Rogowski Coil)测量电流的工作原理入手,探讨了两种不同电流信号(纳秒级信号和微秒以上信号)的测量方法(自积分线圈和外积分线圈)及理论.结合实际需求,设计了一个自积分Rogowski Coil,通过对线圈的标定,说明线圈符合要求.由此得出,在一定的测量精度下,完全可以使用自积分和外积分的Rogowski Coil来测量脉冲大电流.同时也指出了制作测量线圈时应考虑的几个问题.     

高亮度白光LED混色理论及其实验研究

针对LED在智能照明领域的革命性发展趋势,提出了采用不同色温白光LED进行混色并实现色温可调的理论.实验采用低色温(2700～2900K)和高色温(7000～8000K)两种白光LED样品进行串联和并联混色,研究混色后白光LED的光谱、色温、色坐标和显色指数及其随正向电流变化的调光效果;并通过光谱函数拟合理论计算验证混色后光谱、色温和色坐标.结果表明:混色后绝对光谱符合各白光LED绝对光谱的叠加;实验与理论计算光谱均方差基本一致;混色后色坐标符合各高低色温白光LED色坐标连接的直线上,实验与理论计算误差小于0.9％;并联混色比串联混色可调色温范围大,在2700～6000 K以上;串并联混色后都有较好的显色指数,串联混色显色指数均保持在80以上,并联混色显色指数保持在75以上.     

内熔丝熔断机理试验研究

内熔丝是电力电容器的重要安全器件。对内熔丝的试验研究以前进行过许多工作 ,主要进行的是内熔丝性能的研究 ,对内熔丝的熔断机理试验研究不多。本文在对不同结构的内熔丝的性能试验研究的基础上 ,通过对内熔丝熔断过程中试验现象的分析 ,结合“电器电弧理论”,得出内熔丝的熔断机理 ,供大家参考、指正。内熔丝在电力电容器中的作用是 :(1)快速熄灭元件击穿产生的 (高压直流 )电弧 ,(2 )切断元件击穿短路(工频 )电流。熄灭元件击穿产生的电弧是其主要作用 ,也是本文讨论的重点。内熔丝在电力电容器不同工作条件下 ,其物理模型有所不同。在…     

内熔丝熔断机理试验研究

内熔丝是电力电容器的重要安全器件.对内熔丝的试验研究以前进行过许多工作,主要进行的是内熔丝性能的研究,对内熔丝的熔断机理试验研究不多.本文在对不同结构的内熔丝的性能试验研究的基础上,通过对内熔丝熔断过程中试验现象的分析,结合"电器电弧理论”,得出内熔丝的熔断机理,供大家参考、指正.     

Experimental Investigation of Electrostatic Effects in the Adhesion of Dry Dusts

It is supposed that in two-stage electrostatic precipitation, electrostatic forces arising from contact potential differences are important in the adhesion of talc, silica, flyash, and similar materials. ThiS idea is based on observation indicating that these particles have surfaces with different work functions. If these electrostatic forces are dominant, a rough correlation should exist between adhesive force and charge transfer during a contact, and the magnitude of the charge transferred should be sufficient to account for the measured forces. Described are the design and construction of an apparatus to measure the adhesive force between small particles and the charge transferred during that contact, and the results of those measurements. Adhesive forces of 1O-9 N and charges of 11 electrons can be measured. Adhesive forces for a specific set of materials vary over an order of magnitude. Charge transfer is usually only tens of electrons except for some tests with gallium arsenide. No material tested shows any correlation between force and charge transfer, and in some cases the charge is too small to account for the measured force. The charge transferred during an adhesive contact does not appear to affect the adhesion in the materials tested.     

空气式静电放电的实验分析

针对国际电工委员会标准IEC 61000-4-2静电放电抗扰度试验方法存在的问题,对空气式静电放电进行实验研究.利用新型静电放电(ESD)模拟测试系统,在较宽范围的电压电平下,用数字存储示波器对放电电流的上升时间、峰值、自制金属半圆环天线上的耦合电压峰一峰值进行测量.测量结果的分析表明:不同空气湿度下的ESD特性存在着...