高压电场中液滴形变的作用机理研究

发布时间：2020-03-18 13:34

【摘要】：风能具有资源丰富、可再生、无污染的特点,是公认的理想替代能源之一。无叶片静电风力发电作为一种新型的发电技术,可在风速较低的情况下运行,且无运动部件、结构简单、维护方便。本文针对这一技术,通过理论、仿真、实验方法对多场耦合作用下液滴形态的变化规律展开研究。论文阐述了无叶片静电风力发电系统工作原理和静电雾化机理,提出了在静电场中影响液滴形态变化的因素,并对静电场中的液滴进行受力分析,建立了荷电液滴表面电荷分布模型,得到了电压与液滴表面电荷分布规律;建立了单喷针下液滴形态的可视化实验平台,运用数码摄像仪和matlab图像处理算法获取了液滴在静电场中形态变化的特征和脱落时长,解析了每个因素对液滴形态的影响,得到了每个因素下液滴形态变化的趋势和液滴表面电荷的分布;采用正交的方法对不同因素水平组合进行实验研究,结果表明:电压是影响液滴形态变化与脱落时长的首要因素,其次是电极与喷针相对距离,最后是电极几何形状,并得到了实验范围内最佳的组合结构;建立了多喷针下液滴形态的可视化实验平台,探究了喷针之间的距离对液滴形态的影响,得出了液滴之间不会影响的距离;开展了影响液滴形态因素下喷针电流的实验研究,从电流的大小验证了液滴形态现象和仿真结果。本文的研究结论可以为静电雾化机理及无叶片静电风力发电系统的优化设计提供一定的理论和数据参考。
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM315;TM15

【参考文献】

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本文编号：2588789