高压负电晕等离子体放电的研究及其在静电涂油机中的应用

摘要

应用高压负电晕等离子体放电机理，来进行防锈油荷电、雾化并进行喷涂，是一项新的钢板喷涂防锈油技术。这项技术是把高压静电等离子体放电、液滴静电荷电、液滴荷电雾化的基本原理和电场、流场的控制方法相结合，从而达到使防锈油稳定雾化，均匀涂于带钢表面的目的。 首先，本文以武汉科技大学研制的静电涂油机为研究平台，通过对静电涂油机中负电晕等离子体放电机理的研究，对放电过程中的各参数特性进行分析，同时还对涂油室放电击穿条件进行了讨论，得到了负电晕放电伏安特性曲线、电流电场关系曲线，以及涂油室放电击穿数学模型等。通过运用负电晕等离子体放电机理对涂油机喷涂现象的简要分析可以发现，油液荷电雾化效果、射流长度等因素都受到放电效果的影响，且根据伏安特性曲线及电流电场关系曲线等负电晕等离子体放电特征，能够对荷电雾化乃至喷涂效果作出预测。 其次，在对静电涂油机中二次雾化装置的成功创新使用及二次雾化装置原理进行了介绍后，运用MATLAB PDE工具箱，对带有二次雾化装置的静电涂油机进行了简单电场模拟仿真，根据仿真结果并结合负电晕等离子体放电机理对其进行了分析。该仿真及分析，一方面验证负电晕放电机理在静电喷涂技术中应用的合理性，同时也为二次雾化装置的应用提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1静电涂油原理及其国内外研究概况

1.2高压负电晕等离子体放电发展应用概述

1.2.1气体放电及等离子体物理的发展历史概况

1.2.2低温等离子体概述

1.3高压负电晕等离子体放电研究现状

1.3.1利用针板模型对高压负电晕等离子体放电进行的研究

1.3.2高压负电晕等离子体放电中脉冲放电的研究

1.3.3利用MATLAB PDE工具箱对高压负电晕等离子体放电进行的研究

1.4本文的选题依据、研究意义、研究目标及研究内容

1.4.1本文的选题依据

1.4.2本文的研究意义及研究目标

1.4.3本文的研究内容

1.5本章小结

第二章高压负电晕等离子体放电的研究

2.1气体放电理论

2.1.1气体放电原理

2.1.2汤森理论

2.1.3气体放电的分类

2.1.4自持放电

2.1.5负电晕放电

2.2等离子体理论

2.2.1等离子体的基本概念

2.2.2等离子体的特征参数

2.2.3等离子体种类

2.3高压负电晕等离子体放电特性分析

2.3.1高压静电场的形成

2.3.2气体电离和导电过程

2.4本章小结

第三章静电涂油机中高压负电晕等离子体放电特性研究

3.1静电涂油机简介

3.1.1静电涂油机的基本构成

3.1.2静电涂油机的工作原理

3.1.3静电涂油机静电喷涂技术分析

3.2涂油室伏安特性及电场分析

3.2.1负电晕等离子体放电伏安特性分析

3.2.2刀梁所加电压与涂油室放电电场关系的分析

3.3涂油室特里切尔脉冲放电研究

3.3.1特里切尔脉冲产生原理及特点

3.3.2特里切尔脉冲的影响因素

3.3.3特里切尔脉冲的脉冲频率及脉冲周期计算分析

3.4气体击穿

3.5运用负电晕放电机理对涂油机喷涂现象进行分析

3.5.1对不同电压下油液雾化现象进行分析

3.5.2对射流长度进行分析

3.6本章小结

第四章高压负电晕放电在涂油机中的应用研究及仿真分析

4.1研究意义

4.2 MATAB PDE静电场有限元分析

4.2.1电场微分方程的泛函变分原理

4.2.2二维电场有限元单元法的数学离散形式

4.3 MATLAB PDE工具箱

4.3.1 MATLAB简介

4.3.2 MATLAB PDE工具箱简介

4.4 MATLAB PDE静电场有限元仿真分析应用流程

4.5静电涂油机雾化机理分析

4.5.1静电涂油机油液雾化机理分析

4.5.2静电涂油机中二次雾化装置的应用分析

4.6结合高压负电晕放电原理及PDE工具箱对涂油机二次雾化装置的仿真分析

4.6.1仿真建模

4.6.2仿真分析

4.6.3二次雾化斜偏现象

4.7本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文