负电晕放电特性数值模拟与实验研究

发布时间：2020-05-29 04:51

【摘要】：由于大气压下负电晕放电过程的复杂性,其微观物理过程的表述还尚未明确,其特性与放电空间和电极的多种参量密切相关。对这一复杂的物理过程进行深入研究有助于深入理解其原理,也会对今后的进一步研究起到帮助。本文通过改进传统的电晕放电数学模型,利用了多物理场仿真软件进行了多场耦合计算,定量地研究了负电晕放电中光电离项在不同环境因素下的影响,以及特里切尔脉冲本身的波形特性。论文主要工作如下:(1)通过对前人研究的总结,发现了传统放电模型的不足之处。改进了基于流体动力学方程与泊松方程的带电粒子迁移扩散模型,融合了多种不同参数在放电中的作用,并且在偏微分方程中耦合了亥姆霍兹方程组形式的光电离项,从而相对完善了传统的数学模型。(2)通过有限元仿真算法计算得出了负电晕放电过程的微观物理特性,其中光电离项采用多组分亥姆霍兹方程快速算法求解,并对涉及到的方程作了适当修正。在对比分析光电离项对特里切尔脉冲波形影响时,发现光电离产生的光电子-正离子对会间接地削弱首个脉冲的峰值。(3)利用改进的数学模型研究了气压、温度和湿度环境参数下的特里切尔脉冲特性及光电离的影响。并且分析了特里切尔脉冲的峰值特性随环境参数变化规律。(4)由于特里切尔脉冲具有很强的周期性,脉冲的形状也较为固定,因此通过对其进行双指数函数拟合,从而研究不同双指数方程参数的变化情况。由于施加电压与电极曲率对特里切尔脉冲都有很大的影响,因此本文采用了两种模型来分别研究电压与电极曲率半径对放电过程的影响。(5)采用改进的混合数值算法模拟静电除尘器中颗粒的荷电特性和轨迹。研究了不同条件下粒子的电晕放电、迁移和充电过程。因为是否考虑到电晕效应时,粒子的运动轨迹是不同的,因此传统模型存在着误差。
【图文】：

示意图,实验装置,双叶双曲面,针电极

３．２．２实验结果分析逡逑在实验中，针电极的形状为双叶双曲面，头部的曲率半径为２５０邋／ｍｉ，并且逡逑距离阳极板为３．３邋ｍｍ。经过测量，，实验T的室温为２４．４邋°Ｃ，实验气压为标准大逡逑２３逡逑

示意图,双叶双曲面,示意图,针电极

３．２．２实验结果分析逡逑在实验中，针电极的形状为双叶双曲面，头部的曲率半径为２５０邋／ｍｉ，并且逡逑距离阳极板为３．３邋ｍｍ。经过测量，实验T的室温为２４．４邋°Ｃ，实验气压为标准大逡逑２３逡逑
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O461.2

【参考文献】