不同电极结构下荷电喷雾数值模拟和实验研究

发布时间：2022-11-11 19:57

　　通过荷电雾化获得的液滴与其他雾化方式相比,具有较小的粒径、良好的单分散性、液滴间因带有同极性电荷难以聚合,并且可以通过控制静电场达到控制雾滴运动的目的。由于其优越的雾化特性,荷电雾化技术在荷电雾化燃烧领域具有广阔的应用前景。电极结构是影响液滴荷电效果的重要因素。为合理设计荷电雾化装置,基于毛细管喷嘴-接地电极以及毛细管喷嘴-环形电极-接地电极两种电极结构下的荷电喷雾装置,创新性地使用曲面作为接地电极,改变曲面接地电极的曲率半径以及环形电极的内径、厚度,开展乙醇雾化实验研究。利用网格目标法获得雾化电流,计算出重要的电学参数荷质比;采用相位多普勒粒子测速仪PDA对空间测点上的液滴粒径及速度进行数据采集;利用可视化方法获得喷雾形态,处理得到雾化锥角。通过数值模拟方法,得到不同电极结构下的空间电场分布情况,并且得到不同接地电极曲率半径下的液滴速度分布情况,结合实验数据,分析荷电液滴粒径分布及速度分布规律,研究荷电雾化液滴破碎机理。结果表明,增大环形电极厚度或者减小环形电极内径,环形电极周围的径向电场强度随着增大,而轴向场强并未有明显变化;电场的改变使得在环形电极厚度较大或者环形电极内径较小时,... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
物理量名称和符号表
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 荷电液滴破碎
        1.2.2 荷电雾化模式
        1.2.3 荷电雾化影响因素
        1.2.4 荷电雾化技术应用
    1.3 本文主要研究内容
第二章 研究相关理论基础
    2.1 液体荷电机理
    2.2 荷电液滴破碎理论
    2.3 液滴的聚并原理
    2.4 荷电液滴受力分析
    2.5 本章小结
第三章 实验系统
    3.1 实验装置
    3.2 电极结构
    3.3 测量系统
        3.3.1 荷质比测量系统
        3.3.2 雾化锥角测量系统
        3.3.3 PDA测量系统
    3.4 误差分析
    3.5 本章小结
第四章 数值模拟
    4.1 几何模型与求解方法
    4.2 控制方程
    4.3 初始条件
    4.4 本章小结
第五章 不同环形电极结构下的喷雾特性
    5.1 电场强度分布
    5.2 喷雾形态
    5.3 液滴荷质比
    5.4 液滴粒径分布
    5.5 粒径分布离散度
    5.6 本章小结
第六章 不同接地电极结构下的喷雾特性
    6.1 电场分布
        6.1.1 径向电场分布
        6.1.2 轴向电场强度分布
    6.2 液滴粒径分布
    6.3 液滴粒径离散度
    6.4 液滴速度分布
    6.5 流量的影响
    6.6 本章小结
结论与展望
    1.结论
    2.展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油高压静电雾化燃烧的研究[J]. 闻建龙,王军锋,张军,罗惕乾.  内燃机学报. 2003(01)
[2]电极位置影响荷电量的试验研究[J]. 杨超珍,叶五梅,赵伟敏.  高电压技术. 2007(10)
[3]静电喷涂中油液的电晕荷电及雾化试验研究[J]. 汪朝晖,廖振方,高全杰,王家青.  高电压技术. 2009(03)
[4]静电雾化过程中粒径分布的预测[J]. 张军,Michael W Reeks.  农业工程学报. 2008(12)
[5]多毛细管稳定喷洒电雾化特征研究（一）——实验设备设计及粒径测量方法[J]. 陈效鹏,王清华.  实验力学. 2011(06)
[6]荷电电压、介质物性对静电雾化特征的影响[J]. 王军锋,王泽,霍元平,毛文龙,张娟娟.  排灌机械工程学报. 2012(04)
[7]多毛细管稳定喷洒电雾化特征研究（二）——电压、电流、粒径与流量的关系[J]. 王清华,陈效鹏,赵梦华.  实验力学. 2012(01)
[8]脱硫溶液性质对空腔雾化放电特性的影响[J]. 李庆,李娇娇,李文昭,王巧艳,熊焱青,杨振亚.  高电压技术. 2014(01)
[9]感应荷电喷雾荷电性能与喷雾特性试验研究[J]. 王军锋,顾维锴,王晓英,储进静.  高电压技术. 2015(02)
[10]微尺度锥射流雾化模拟分析[J]. 甘云华,张夏,罗智斌.  高电压技术. 2015(12)

硕士论文
[1]生物柴油静电雾化机理及喷雾特性的研究[D]. 黄继伟.江苏大学 2010
[2]荷电液滴雾化机理的研究[D]. 王晓英.江苏大学 2006



本文编号：3705649