細顆粒物運動特性的顯微可視化研究.pdf

1、細顆粒物運動特性的研究對創(chuàng)新和發(fā)展細顆粒物多相流理論具有重要意義，因此本文搭建了以結合高速攝像技術與顯微觀測技術的顯微可視化技術為觀測手段的實驗系統(tǒng)對細顆粒物的運動特性進行實驗研究，主要研究內容和結果如下:
　　1.對玻璃大顆粒和細顆粒物的荷電實驗
　　通過針板式放電結構對固定在氣溶膠流道中的玻璃大顆粒進行了荷電，結果表明玻璃大顆粒在正直流放電環(huán)境中被荷上了正電，在負直流放電環(huán)境中被荷上了負電，并提出了對玻璃大顆粒荷電量的計

2、算方法及部分條件下玻璃大顆粒的荷電量。利用ELPI測量得到了中值粒徑為1.23μm和1.95μm的細顆粒物在不同電壓下的平均荷電量。
　　2.細顆粒物在氣溶膠流道中運動的實驗研究
　　對細顆粒物在氣溶膠流道中的運動進行了實驗研究，相關實驗結果如下:
　　當固定在流道中的玻璃大顆粒和細顆粒物均不被荷電，細顆粒物相對于玻璃大顆粒的運動屬于圓球繞流運動;
　　當玻璃大顆粒被荷電且細顆粒物不被荷電時，細顆粒物在運動到玻璃

3、大顆粒表面附近時將在介電泳力的作用下被玻璃大顆粒吸引，在吸引過程中細顆粒物的速度快速增加，最終凝并在玻璃大顆粒表面。
　　當玻璃大顆粒和細顆粒物被荷上同性電荷時，對于荷電量較少的細顆粒物，電場力Fq的排斥作用會減弱玻璃大顆粒對細顆粒物的吸引;對于荷電量較多的細顆粒物，電場力Fq的排斥作用足以使細顆粒物繞開玻璃大顆粒運動，即細顆粒物被玻璃大顆粒排斥。
　　當玻璃大顆粒與細顆粒物被荷上異極性電荷時，電場力Fq是吸引力，會促進玻璃

4、大顆粒對細顆粒物的吸引作用，隨著玻璃大顆粒和細顆粒物帶電量的增加，玻璃大顆粒對細顆粒物的吸引范圍相應增加。
　　3.細顆粒物運動特性理論分析
　　根據實驗現象和對細顆粒物受力的分析，提出了以介電泳力、流場曳力、細顆粒物帶電后在玻璃大顆粒所產生的電場中受到的電場力Fq以及細顆粒物帶電后在針電極所產生的電場中受到的電場力Fq'為主的受力模型。并根據已建立的受力模型對細顆粒物在氣溶膠流道中的受力進行了量級分析，并將理論分析結果與實