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电晕荷电喷雾空间电场数值计算及影响研究

专 业: 环境工程
关键词: 电晕荷电 喷雾施药 空间电场 数值计算
分类号: X123
形 态: 共 70 页 约 45,850 个字 约 2.193 M内容
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内容摘要


荷电喷雾技术是降低药液漂移、减少农药对环境污染的有效手段,是高效低污染农药喷洒技术发展的新方向。

论文在综述目前荷电喷雾国内外发展现况的基础上,对荷电喷雾领域未来几个重点研究方向进行比较、分析和归纳,发现荷电喷雾复合空间电场场值及其分布情况是影响荷电喷雾质量的关键因素。

由于空间电荷的存在,空间电场分布非常复杂,对这一方面,无论在理论上还是试验上都少有研究。

为此,论文针对在荷电喷雾中最常用的电晕荷电法所产生的电场进行数值分析,展开深化研究。

荷电喷雾复合空间电场由高压电极和空间电荷共同作用产生,电极参数和喷嘴类型对空间电场分布起决定性作用。

论文设计并制作了环形针状电晕放电电极,采用模拟电荷法对该电极诱导电场进行数值计算,建立了诱导电场数学模型;选取适用范围最广的空心圆锥喷头,建立了空间电荷产生电场的数学模型,进而利用叠加原理,推导两种电场共同作用下的荷电喷雾空间电场数学模型。

利用matlab软件编制程序进行数值计算,分别得出上述三类电场的电势、场强值及其分布图。

在此基础上,分析了各类电场电势、场强分布规律:

通过对电场的实测比较,校验了各数学模型的正确性,研究分析了电极结构参数以及带电雾锥区各参数对电场分布的影响。

根据以上工作,得到以下结论:1高压电极诱导电场电势、场强值及其分布情况由电极电压V、曲率半径r<,0>、极径r<,1>、针状电极根数n以及电极环中心距地面垂直距离H等参数决定。

曲率半径r<,0>、极径r<,1>以及根数n三个参数是相互作用的,其中一个参数对诱导电场分布规律的影响受其他两个参数取值的影响,电极电压V以及电极环中心距地面垂直距离H对诱导电场的影响相对独立。

2空间电荷作用产生的电场由喷嘴形成的雾锥区形状及其带电量决定,即喷嘴类型和雾滴荷电效果会影响电场分布。

对于空心圆锥喷头,在空心圆锥内部,电势沿y轴即径向逐渐降低、场强逐渐增大;在空心圆锥外部,电势沿径向逐渐增大、场强沿径向逐渐减小;若x<,0>为空心圆锥体积中点,当x≤x<,0>时,沿x轴即雾锥区轴向,电势逐渐降低,场强逐渐减小;当x x<,0>时,电势沿轴向逐渐升高,场强逐渐增大。

在靶标附近空间电荷能形成相对较高的场强。

3由于空间电荷的作用,除高压电极附近,荷电喷雾空间电场电势、场强比电极诱导电场分布均匀。

在荷电雾滴从喷头输运到靶标的过程中,在喷头附近即高压电极附近,电极诱导电场起主导作用;在靶标附近,空间电荷作用产生的电场起主导作用..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1荷电喷雾施药技术原理
1.2荷电喷雾施药技术缘起
1.3荷电喷雾施药技术应用发展综述
1.3.1荷电施药机具的研制
1.3.2雾化过程的研究
1.3.3雾滴荷电过程的研究
1.3.4荷电雾滴输运与沉积过程的研究
1.3.5荷电施药技术未来主要发展方向
1.4本课题研究的意义、目的及内容
1.4.1研究的意义、目的
1.4.2研究的主要内容
第二章 电晕放电机理研究及雾滴荷电模型建立
2.1常用雾滴荷电方法评价
2.1.1常用雾滴荷电方法及其荷电机理
2.1.2不同荷电方法适用范围比较
2.2电晕放电条件推导
2.2.1电晕放电
2.2.2尖端导体表面电荷分布规律推导
2.2.3带电导体尖端附近电场强度计算
2.3正电晕与负电晕放电伏安特性比较
2.4电晕放电雾滴荷电数学模型建立
2.4.1场致荷电
2.4.2扩散荷电
第三章 电晕电极诱导电场数值计算与分析
3.1电晕荷电电极设计与制作
3.2电晕电极诱导电场数值计算
3.2.1电场数值计算方法选择
3.2.2电荷模拟法计算电场步骤
3.2.3模拟电荷类型确定及其电位、场强系数计算
3.2.4电极诱导电场数学模型建立
3.3电极诱导电场数学模型求解的Matlab实现
3.3.1 matlab编程
3.3.2电极诱导电场数学模型校验
3.4运算结果及结论
第四章 空间电荷产生电场数值计算与分析
4.1空间电荷产生电场的数学模型建立
4.2空间电荷产生电场数学模型求解的Matlab实现
4.3荷电雾锥区各参数值测量
4.3.1雾锥区带电量的测量
4.3.2雾锥区内外喷雾角β1、β2的得出
4.4运算结果及结论
第五章 荷电喷雾空间电场数值计算与分析
5.1荷电喷雾空间电场数学模型建立
5.2空间电场数学模型求解的Matlab实现
5.3空间电场数学模型校验
5.4运算结果及结论
第六章 结论与展望
6.1总结
6.2展望
参考文献
附录一:高压电极诱导电场各坐标点电位、电场强度值
附录二:不同电极结构参数下电极诱导电晕电场电场强度、电势分布图

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中图分类: > X123 > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境物理学 > 环境电磁学

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