靜電除塵器是一種通過強(qiáng)電場(chǎng)作用對(duì)顆粒污染物進(jìn)行脫除的裝置。靜電除塵器維修煙氣在高壓負(fù)電場(chǎng)環(huán)境中發(fā)生電離，電離過程中產(chǎn)生的正離子、負(fù)離子和電子與粉塵接觸從而完成荷電過程，荷電完成后的顆粒在電場(chǎng)力的作用下向集塵運(yùn)動(dòng)。因此，電暈過程的各類離子分布情況直接影響電除塵效率。然而，電暈放電是極不均勻電場(chǎng)情況下產(chǎn)生的自持放電現(xiàn)象，該過程發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)非常復(fù)雜，目前最有效的研究手段便是通過建立數(shù)學(xué)模型對(duì)放電過程進(jìn)行描述求解。
放電過程中產(chǎn)生電子、正離子和負(fù)離子，由于電子和負(fù)離子均帶負(fù)電，電子和負(fù)離子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力的作用類型相同，因而遷移規(guī)律也近似，僅存在數(shù)值上的差異，因此只對(duì)負(fù)離子和正離子的數(shù)密度進(jìn)行分析。
在放電開始正離子不斷向陰極線聚集，被陰極線吸附和中和，因此在陰極線周圍正離子的數(shù)密度為0。陰極線附近的正離子呈現(xiàn)橢圓型分布，隨著放電時(shí)間的增加，空間中的正離子數(shù)密度不斷降低，最終呈現(xiàn)空間的正離子數(shù)密度基本接近。
負(fù)離子在4個(gè)時(shí)刻的數(shù)密度分布情況，可以看出負(fù)離子在電場(chǎng)力的作用下向陰極板遷移，最終吸附在陽極板上被其中和，由于陽極板附近的電場(chǎng)線基本平行，負(fù)離子到達(dá)陽極板附近時(shí)運(yùn)動(dòng)方向基本垂直于陽極板，因此負(fù)離子在放電過程中呈平行帶狀擴(kuò)散，電子在整個(gè)電暈放電過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律亦同。
陰極線上的尖端電場(chǎng)強(qiáng)度大，正負(fù)離子和電子受到的電場(chǎng)力較大，離子遷移行為也比較明顯。為量化分析電暈區(qū)附近正負(fù)離子和電子的分布情況，對(duì)求解區(qū)域設(shè)置數(shù)據(jù)采樣線，采樣線以陽極板為起點(diǎn)，經(jīng)過陰極線放電尖端B點(diǎn)，陰極線中心水平位置為終點(diǎn)，著重研究采樣線上正負(fù)離子和電子的數(shù)密度。
從陽極板到陰極線正離子數(shù)密度大幅降低，當(dāng)達(dá)到距離陽極板198mm位置(B點(diǎn)位置)時(shí)，數(shù)密度基本為0。同一位置的正離子，電離時(shí)間越長(zhǎng)數(shù)密度越低，且剛開始時(shí)數(shù)密度衰減速率較大。這是由于電場(chǎng)力的作用使得正離子向陰極線運(yùn)動(dòng)，在陰極線上發(fā)生中和，且靠近陰極線位置電場(chǎng)強(qiáng)度比較大，使得離陰極線越近的位置正電離子數(shù)密度越低。
靠近陽極板處電子數(shù)密度較低，電子碰撞到陽極板發(fā)生中和，在陰極線附近數(shù)電子密度較大，隨著隨著放電的進(jìn)行電子數(shù)密度在同一位置處不斷減少，在放電尖端位置處數(shù)密度無明顯特征，這是由于電子在陰極線處產(chǎn)生，而陰極線附近電場(chǎng)強(qiáng)度較大，陰極線排斥電子，使得電子快速遷移到陽極板附近。
不同時(shí)刻負(fù)離子的數(shù)密度分布，其發(fā)展規(guī)律和電子發(fā)展規(guī)律特點(diǎn)一致，電子和負(fù)離子在計(jì)算的源項(xiàng)存在差異，但受電場(chǎng)力的作用方式是相同的，因此在計(jì)算結(jié)果上只是數(shù)值差異，變化規(guī)律相同。
1)陰極線結(jié)構(gòu)差異使得各個(gè)位置上的曲率不同，曲率越小的尖端位置電場(chǎng)強(qiáng)度越大，尖端的存在是發(fā)生電暈的關(guān)鍵，這和實(shí)際設(shè)備運(yùn)行時(shí)現(xiàn)象一致；正負(fù)離子和電子向兩極運(yùn)動(dòng)過程中，造成引起電勢(shì)變化，改變了電場(chǎng)強(qiáng)度，放電進(jìn)行到第10ns時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度快速上升到最大值。
2)負(fù)離子和電子的分布規(guī)律相似，數(shù)密度分布呈帶狀分布；陽極板附近正離子低數(shù)密度區(qū)域呈現(xiàn)以陰極線為中心軸橢圓型分布，隨著放電的發(fā)展正離子、負(fù)離子和電子分別被異性電極吸附，最后被中和。
3)電子、正離子和負(fù)離子在電場(chǎng)作用下遷移率不同，使得其數(shù)密度隨時(shí)間變化趨勢(shì)不一致，其中正離子數(shù)密度在前100ns中衰減速度明顯高于負(fù)離子和電子。
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