静电涂油机雾化电极分析及实验研究

论文摘要

目前,在静电雾化技术领域的研究主要集中在介质荷电雾化机理、静电雾化实验及数值模拟仿真等方面。本文是以武汉科技大学生产的静电涂油机为研究对象,在现有的理论基础之上,对液体在高压静电场和空气流场中雾化的微观机理做出解释。利用气体放电理论,结合对涂油室高压静电场的有限元仿真,分析空气介质对电场的影响。提出在现有涂油刀梁上附加针状电极结构,使新结构达到更好的雾化效果。最后通过实验分析液体在高压静电场和空气压力共同作用下的雾化情况。具体包括以下几个方面。首先,根据静电涂油机的工作情况,对液体在高压静电场中的微观雾化机理进行阐述,分析电场强度对雾化的影响,并推导了液体破碎的临界场强;结合尖端放电理论,对静电涂油机雾化电极的放电过程进行分析,找出了空气介质使刀梁尖端附近电场强度发生畸变的原因;针对电极结构对电场的影响,提出了附加针状电极的新型刀梁结构。其次,利用ANSOFT MAXWELL 12有限元软件对静电涂油机涂油室进行建模计算,验证了空气介质对刀梁电极尖附近场强的畸变影响;对提出的新型刀梁结构进行建模分析,并和原刀梁电极的电场分布进行对比,得出了相应的结论。最后,对液体在空气压力下喷雾的微观机理进行分析,并自行设计安装喷雾试验装置进行实验,观察在有空气压力辅助的情况下,液体静电雾化的效果,并得出空气压力在静电雾化过程中的作用,为静电涂油机的改进提供新方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号注释
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 静电雾化技术的研究概况
• 1.2.1 静电雾化技术的应用现状
• 1.2.2 静电雾化电极的研究
• 1.2.3 静电雾化技术的实验研究
• 1.3 静电涂油设备的研究概况
• 1.3.1 静电涂油机的产生及其结构
• 1.3.2 静电涂油机的工作原理
• 1.4 本文的课题来源、研究意义、研究目标及研究内容
• 1.4.1 本文的课题来源
• 1.4.2 本文的研究意义
• 1.4.3 本文的研究目标
• 1.4.4 本文的研究内容
• 第二章 高压静电场中液体的雾化机理
• 2.1 高压电场中液体的荷电过程
• 2.1.1 高压电场中液体的荷电原理
• 2.1.2 高压电场中液体荷电量的分析
• 2.2 高压电场中液体的破碎机理
• 2.2.1 液滴的受力状态
• 2.2.2 液滴破碎时的临界场强
• 2.3 本章小结
• 第三章 静电涂油机刀梁电极特性的研究
• 3.1 涂油机梁板电极电场的特性研究
• 3.1.1 刀梁尖端放电原理
• 3.1.2 梁板电极电场的特征
• 3.2 涂油机刀梁电极放电过程的分析
• 3.2.1 刀梁电极的非自持放电阶段
• 3.2.2 刀梁电极放电的流注发展阶段
• 3.3 附加针状电极的新型涂油机刀梁研究
• 3.3.1 刀梁结构对雾化的影响
• 3.3.2 附加针状电极刀梁结构的分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于ANSOFT的涂油机梁板电场的有限元分析
• 4.1 研究意义
• 4.2 二维电磁场基本理论
• 4.2.1 麦克斯韦方程
• 4.2.2 位函数及其微分方程
• 4.2.3 电磁场中的边界条件
• 4.3 Ansoft Maxwell软件简介
• 4.4 Ansoft Maxwell软件分析流程
• 4.5 空气介质使刀梁尖端电场畸变的有限元分析
• 4.5.1 涂油室有限元分析前处理
• 4.5.2 涂油室电势分布的有限元分析
• 4.5.3 涂油室电场强度的有限元分析
• 4.5.4 空气使刀梁电场畸变的有限元分析
• 4.6 附加针状电极刀梁电场的有限元分析
• 4.7 本章小结
• 验研究'>第五章 空气压力辅助雾化实^验研究
• 5.1 空气辅助雾化中液滴的碎裂
• 5.1.1 静态液滴的形成
• 5.1.2 静态液滴的碎裂
• 5.1.3 液滴在稳定气流中的碎裂
• 5.1.4 液滴在湍流区中的碎裂
• 5.2 空气压力辅助雾化实验
• 5.2.1 实验目的
• 5.2.2 实验装置
• 5.2.3 实验步骤
• 5.2.4 实验结果
• 5.2.5 实验分析及结论
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要