SF6气体正极性电晕放电特性仿真研究

为了研究SF6气体正极性电晕放电特性,采用有限元仿真软件COMSOL的流体动力学-化学混合数学模型,对针-板间隙SF6气体正极性电晕放电过程进行了仿真,研究了不同外加电势、间隙距离、初始粒子数密度条件下的电晕放电特性.得到主要结论如下:放电过程可分电流上升、电流下降以及电流趋于稳定3个阶段,电流上升阶段是由于电子崩形成所致;电流下降阶段是由于针尖区域电子数量减少,电离反应减弱,正离子云团远离针电极所致;电流趋于稳定阶段是由于电子崩过程基本结束,正离子云团在远离针尖区域漂移速率减缓所致;脉冲电流上升和下降耗时与外加电势负相关、与间隙距离正相关;脉冲电流峰值及稳定值与外加电势正相关、与针-板间隙距离负相关;针尖粒子数密度由1×109～1×1014 m-3变化时,脉冲电流上升耗时、下降耗时、电流峰值以及电流稳定值与针尖初始粒子数密度关系不大.     

电晕放电电流体状态实验研究与数值模拟

为了分析电晕放电过程中电流体的形成过程及放电空间的流体分布状态,采用实验分析和数值模拟相结合的方法进行了实验研究。先在分析线板电晕放电伏安特性及极板处离子风分布变化的基础上确立了离子风速v与放电电压U之间的关系为v=(0.126-0.0217U+9.418×10-4U2)×23.3,然后建立线板放电二维模型并在流场分析平台Fluent软件上利用动力风代替离子风的方法,根据放电电压与离子风速之间的关系,模拟不同电压下放电通道内的电流体的状态。模拟显示的不同电压下离子风在极板处的衰减结果与相同条件下该处的实验值具有很好的符合度,从而证明简化的数值模拟方法及确立的电压和离子风速关系的正确性。采取的实验方法及数值模拟方法不仅简化了复杂的电流体流场问题,其结论也为除尘器的设计提供了必要的理论支持。     

离子风对静电除尘器中颗粒物脱除的影响机制研究

静电除尘器中电晕放电产生的离子风是影响颗粒迁移和沉积的重要因素,通过建立多过程耦合的静电除尘器数值模型,研究了不同极配型式静电除尘器的电场分布特性及离子风对空间流场和颗粒物脱除的影响规律。结果表明,针刺电极电场强度和离子电荷密度的最高值均略高于芒刺电极,但是芒刺电极的静电场分布更加均匀。在外加电压为60k V时,针刺电极和芒刺电极的离子风最高流速分别可达7.91m/s和4.62m/s,离子风会促进荷电颗粒向收尘极板运动,同时也会形成近壁高速区造成堆积颗粒的不均匀分布并导致二次扬尘。由此,针对不同形式静电除尘器提出了合理调整放电电极结构方法,进行离子风调控以强化颗粒物脱除。