静电涂油机中油液荷电雾化机理及其关键技术研究

发布时间：2021-01-28 14:24

　　随着社会发展,人们对涂装品在外观上的要求也越来越高。静电涂敷技术就是近年来在国内外快速发展起来的新型技术,已经被广泛应用到各个工业领域中。利用静电喷雾技术开发的静电涂油机是集机械、液压、电气、高压静电、计算机控制于一体的高科技产品。在静电涂油机结构和雾化过程研究基础上,依据静电学原理,对静电涂油机的荷电雾化机理进行了理论分析,建立了油液荷电量和油液破碎临界场强的数学模型。针对梁板电极电晕放电特性,结合静电涂油机在高压下的实际工作情况,应用等离子体理论对静电涂油机荷电雾化机理进行了深层探讨。在上述涂油机荷电雾化理论分析的基础上,为了得到涂油机工作时各参数对雾化效果的影响规律,进行了实验研究。以射流长度和雾化角作为静电涂油机喷涂雾化质量的主要评价指标,对电压和刀梁结构对射流长度和雾化角的影响规律进行了研究。并对油液在35KV-50KV雾化时出现的分叉现象进行了理论分析。根据电磁场基本原理和有限元数值计算方法,使用ANSOFT Maxwell的电场分析模块,对涂油机的涂油室进行结构及静电场仿真分析,模拟出了涂油室电势和电场强度的矢量分布情况,研究了最大场强与刀梁长度、涂油室宽度以及刀梁与钢板... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：99 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 概述
    1.2 静电雾化技术的研究现状
        1.2.1 静电雾化技术实验研究现状
        1.2.2 静电雾化技术的理论及数值模拟研究现状
        1.2.3 静电雾化的微粒测试技术研究现状
        1.2.4 静电雾化技术的应用
    1.3 静电涂油机的产生及应用
    1.4 课题的来源及研究目标、研究内容
        1.4.1 课题的来源
        1.4.2 课题的研究目标
    1.5 本章小结
2 静电涂油机结构简介及油液雾化过程分析
    2.1 静电涂油机的结构简介
    2.2 静电涂油机的油液雾化过程分析
    2.3 本章小结
3 静电涂油机中油液荷电雾化的的理论研究
    3.1 液体雾化理论方面研究的现状
    3.2 静电涂油机中油液的荷电原理分析
        3.2.1 油液荷电电量的计算
        3.2.2 油液液滴破碎的临界场强推导
    3.3 依据等离子体理论对雾化机理的深层探讨
        3.3.1 等离子体基本概念
        3.3.2 梁板电极电晕放电特性
        3.3.3 梁板电极放电形式的选择
        3.3.4 涂油室梁板电极电晕放电过程分析
        3.3.5 负电晕发展到击穿的物理现象
        3.3.6 等离子体反应过程中能量的传递
        3.3.7 电晕放电的起晕判定
        3.3.8 梁板电极电晕放电起晕场强和起晕电压的计算
    3.4 本章小节
4 静电涂油机中油液荷电雾化的实验研究
    4.1 静电涂油机主控参数对雾化效果影响的实验研究
        4.1.1 外加电压对雾化影响的实验研究
        4.1.2 涂油刀梁对雾化影响的实验研究
    4.2 防锈油物理特性对雾化质量的影响
    4.3 雾化质量评价指标的选择
        4.3.1 射流长度
        4.3.2 雾化角
    4.4 实验结果
        4.4.1 电压对射流长度的影响
        4.4.2 电压对雾化角的影响
        4.4.3 刀梁结构对射流长度和雾化角的影响规律
    4.5 油液雾化分叉现象机理分析
    4.6 本章小结
5 静电涂油机涂油室静电场的仿真分析
    5.1 电磁场数值仿真分析的研究现状
    5.2 涂油室内静电场问题的求解
        5.2.1 静电场的基本方程及求解方法
        5.2.2 静电场泊松方程和拉普拉斯方程
        5.2.3 静电场中的边值问题和唯一性定理
        5.2.4 静电场的解题依据和求解方法
        5.2.5 静电场有限元数值算法基本原理
    5.3 ANSOFT 软件
    5.4 静电涂油机涂油室的2D 电场分析
        5.4.1 涂油室内典型结构电极空气介质的电场分析
        5.4.2 涂油室刀梁电场模型中参数变化的讨论
        5.4.3 单刃口刀梁场强分布
    5.5 静电涂油机涂油室内典型结构电极空气介质的3D 电场分析
        5.5.1 静电场模拟结果后处理
        5.5.2 涂油室三维电场分布的基本规律
    5.6 本章小结
6 提高静电涂油机涂油质量的关键技术研究
    6.1 雾化油液粒径研究与分析
        6.1.1 决定涂油质量的两个微观因素
        6.1.2 ATEST-212 型喷雾激光粒度分析仪
        6.1.3 实验研究
    6.2 涂油机中油液荷电装置的改进
    6.3 下涂油刀梁的斜喷技术
        6.3.1 下刀梁有限元模型的建立及求解结果
        6.3.2 下刀梁电场模型求解结果分析
        6.3.3 下刀梁斜喷技术的实现
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读博士学位期间发表的学术论文与科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]激光粒度仪在测定纳米碳酸钙粒径中的应用研究[J]. 王勇,胡晓静,胡永琪.  涂料工业. 2007(02)
[2]激光粒度仪法测定HDPE粉末粒度及粒度分布的研究[J]. 陈营.  云南化工. 2006(01)
[3]国内外激光粒度仪性能特点对比[J]. 吕方.  中国非金属矿工业导刊. 2005(03)
[4]静电雾化理论及应用技术研究进展[J]. 王贞涛,闻建龙,陈燕,王正.  排灌机械. 2004(06)
[5]激光粒度仪测定PTA粒径分布[J]. 王振新,钱彦虎.  聚酯工业. 2004(03)
[6]非理想聚焦引起的激光粒度仪系统误差的数值模拟[J]. 王清华,简淼夫,张少明,张传武.  光电工程. 2004(01)
[7]静电喷涂中荷电油液的雾化研究[J]. 应保胜,高全杰,王家青.  表面技术. 2003(05)
[8]雾化电晕放电除尘原理及其特性研究[J]. 马祝阳,许德玄.  东北师大学报(自然科学版). 2003(02)
[9]基于动特性分析的精密仪表转子—框架结构优化设计[J]. 姚英学,孙丽崴.  中国机械工程. 2003(03)
[10]激光粒度仪在测定氢氧化铝粒度分布中的应用[J]. 王太军.  世界有色金属. 2002(11)

博士论文
[1]纯水液压细水雾灭火系统研究[D]. 范明豪.浙江大学 2003
[2]荷电喷雾燃烧的基础研究——燃油静电喷雾及荷电两相湍流射流的研究[D]. 王军锋.江苏大学 2002

硕士论文
[1]气流式雾化喷嘴的特性研究[D]. 张淑荣.大连理工大学 2006
[2]电磁隔膜计量泵系统的研究分析与设计[D]. 白志红.太原理工大学 2005



本文编号：3005149