細(xì)顆粒物運動特性的顯微可視化研究.pdf

1、細(xì)顆粒物運動特性的研究對創(chuàng)新和發(fā)展細(xì)顆粒物多相流理論具有重要意義，因此本文搭建了以結(jié)合高速攝像技術(shù)與顯微觀測技術(shù)的顯微可視化技術(shù)為觀測手段的實驗系統(tǒng)對細(xì)顆粒物的運動特性進(jìn)行實驗研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.對玻璃大顆粒和細(xì)顆粒物的荷電實驗
　　通過針板式放電結(jié)構(gòu)對固定在氣溶膠流道中的玻璃大顆粒進(jìn)行了荷電，結(jié)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(fù)直流放電環(huán)境中被荷上了負(fù)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(xì)顆粒物在不同電壓下的平均荷電量。
　　2.細(xì)顆粒物在氣溶膠流道中運動的實驗研究
　　對細(xì)顆粒物在氣溶膠流道中的運動進(jìn)行了實驗研究，相關(guān)實驗結(jié)果如下:
　　當(dāng)固定在流道中的玻璃大顆粒和細(xì)顆粒物均不被荷電，細(xì)顆粒物相對于玻璃大顆粒的運動屬于圓球繞流運動;
　　當(dāng)玻璃大顆粒被荷電且細(xì)顆粒物不被荷電時，細(xì)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(xì)顆粒物的速度快速增加，最終凝并在玻璃大顆粒表面。
　　當(dāng)玻璃大顆粒和細(xì)顆粒物被荷上同性電荷時，對于荷電量較少的細(xì)顆粒物，電場力Fq的排斥作用會減弱玻璃大顆粒對細(xì)顆粒物的吸引;對于荷電量較多的細(xì)顆粒物，電場力Fq的排斥作用足以使細(xì)顆粒物繞開玻璃大顆粒運動，即細(xì)顆粒物被玻璃大顆粒排斥。
　　當(dāng)玻璃大顆粒與細(xì)顆粒物被荷上異極性電荷時，電場力Fq是吸引力，會促進(jìn)玻璃

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