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磁增强正负电晕放电比较

作者:ManBetX体育官网 发布时间:2020-08-18 12:06 点击数:

  【摘要】磁增强电晕放电是指将小块永磁铁置于放电极附近形成一个局部磁场,从而使自由电子发生拉莫运动,在电晕区中自由电子通过拉莫运动提高空气分子的电离,使电晕放电电流增加。磁增强放电技术是一种新的有效的放电技术,具有广泛的应用前景。本文对磁增强正电晕和磁增强负电晕的独特性质进行了对比和分析。通过试验发现:在磁场磁通量密度一定的情况下,由于电场强度的增加所引起的放电电流的增加存在一个增长的最大值,即得出了电场和磁场的最佳搭配问题。

  0引言电晕放电日益广泛应用于静电除尘器和预荷电器的同时,也有很多新的应用,例如,杀菌[1]、在化工中的应用[2]、物质分离[3]和臭氧的制备[4]等。为了增加电晕放电在应用中的效率,就必须增加电晕放电电流。近年来,一些研究者采用了磁场增强电晕技术来增加放电电流,并对其中的一些现象进行了研究,指出磁场对电晕放电的影响主要是拉莫运动[5],也报道了磁场对光电离的影响[6],同时也影响碰撞、附着以及电子雪崩的发展等。在此类研究的最初阶段,一个同轴圆筒电晕放电装置被安置在一个电磁铁的内空中,这样就在整个极间区域形成了一个由放电极到收集极逐渐增强的磁场[6],在这个实验中,放电电流的相对增长只有20%,主要原因在于研究者没有注意在这个实验中由于自由电子在磁场中产生拉莫运动导致的电晕区电离增强。而且认为是整个极间自由电子的偏转作用引起了放电电流的增加。在这些研究之后,一个关于小的圆柱形电晕喷嘴置于一个圆筒形永磁铁中的研究被报导[5]。尽管在实验中注意到了电晕区的延伸方向的变化,但却没有过多的注意磁场对电晕区中电离的影响,而且放电电流的相对增长没有超过25%。而在这之后,本文做了关于磁增强电晕放电预荷电器的研究[7]。通过在放电极附近安装一个小的永磁铁形成一个强的电晕区磁场,所以在电晕区中磁通量密度明显高于极间非电晕区。当在电晕区平均磁通量密度从0增加到0.032T时,在25kV的高压下放电电流增加2.58倍。研究者认为在电晕放电中磁增强的主要机制包括电晕线附近增强空气电离的自由电子的拉莫运动,从而电晕放电电流增加了。可见,将小的永磁铁安装在放电极附近更加合理,也证明了磁场对电晕放电电流有增强作用,但并没有注意到电晕放电电流的变化规律,也没有指出磁场对电晕区和非电晕区中的电场强度的影响,因此,也就不能更深刻的了解磁增强电晕放电机理。本文进行了磁增强正负电晕放电的比较,对磁增强正负电晕放电电晕区和荷电区的变化进行了比较,分析了放电电流的变化规律。1实验装置实验装置如图1。图1中不锈钢线个圆柱永磁铁串(5)直径为6mm,是由盘形的永磁铁组成的,并被安装在线电极相对的两端。线电极附近的磁通量密度可以通过增加或减少放电极附近的磁铁盘调整。两个磁铁串之间的距离为50mm。图1线电极被准确的置于两块不锈钢电极(3)中间。两板之间的距离保持在120mm。用高压电源(1)提供正、负高压,电压由高压分压器(2)测量。在板电极和接地线块不同量程的电流表。一块和高压分压器组成电压表用来测量两极间电压,另一块用来测量放电电流。线电极与板电极之间的平均电场强度是4kV/cm,永磁铁的平均磁通量密度为0.077T时。为了确定电晕区内的平均磁通量密度,本实验使用高斯计测量磁通量密度。在两磁串中间从上磁极表面到下磁极表面之间取4个等距离的点,4点的磁通量密度的值求和再取平均就是我们所说的电晕区平均磁通量密度。同时,根据电除尘理论,在本试验中形成电晕区的半径大约为1mm,所以,在电晕区中,磁力线和电场线磁场对电晕放电电流的影响在实验装置中的放电极上接负高压,就产生了磁增强负电晕放电。其放电电流的伏安特性曲线所示。不同磁场强度下,放电电流随着两极间的电压增加而增加。在实验装置中的放电极上接正高压,就产生了磁增强正电晕放电。放电电流的伏安特性曲线所示。同样,不同磁场强度下,放电电流随着两极间的电压增加而增加。图1实验装置Fig.1Experimentalapparatus图2不同磁场强度下负电晕放电的伏


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