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静电涂油机中新型雾化装置下的油液雾化及高压静电场分析

静电涂油机中新型雾化装置下的油液雾化及高压静电场分析

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作者：张守虎武汉科技大学

学位级别：硕士

本文以武汉科技大学静电涂油课题组所生产的静电涂油机为研究对象,首先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... 详细信息

本文以武汉科技大学静电涂油课题组所生产的静电涂油机为研究对象,首先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。其次,结合电介质理论及固体物理基本理论,对课题组设计的新型雾化装置的作用机理进行了研究。根据新型雾化装置中的聚乙烯绝缘板条增大涂油室电场强度的推断,对梁板电极静电场的电场特性进行分析,探索了一种计算梁板电极静电场的数学方法。重点对静电场中放置绝缘体后电场的变化进行研究,运用固体物理基本理论对聚乙烯自身的材料特性进行分析。分析得知,聚乙烯在高压静电场中的空间电荷呈异极性电荷分布,这种分布的空间电荷产生的场强和原场强叠加,增大了场强。另外,介绍了永电体的极化强度突变现象,极化强度突变也会导致场强的增大。最后,利用ATEST-212型喷雾激光粒度分析仪对新型雾化装置进行了实验研究,实验数据显示,在同样的工作电压下,新型雾化装置能显著提高液滴雾化质量。和传统雾化装置相比,新型雾化装置只需要约16KV的电压就能达到与传统雾化装置加60KV工作电压时同样的雾化效果。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。仿真结果显示,新型雾化装置可以有效地改善涂油室内的场强分布,提高最大场强,更利于诱发电晕放电,提高雾化效果和喷涂质量,具有较强的工程实用价值。

关键词：静电涂油机雾化高压静电场异极性电荷分布聚乙烯板条

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