河北鸿博环保设备

阴极线特点、应用价值、边界条件、数密度分布
　　1、阴极线特点
　　本设计可通过调节弹簧压缩位移量、数目、弹性系数这三种方式，来实现不同数值范围的预紧力。利用了剪式千斤顶省力、便携的特点来实现阴极线的预紧。还可以实现快速准确定位阴极线预紧位置，且整体结构简单，效果明显。
　　2、应用价值
　　该装置结构简单、操作方便、可通过人工控制预紧力的大小，成本较低，解决了目前阴极线预紧过程中存在的换线困难、操作不便、阴极线易断等重要问题，具有很好的应用价值。而且，该装置体积小、制造容易、使用方便、生产成本低，具有良好的市场前景。
　　我公司生产的阴极线系列产品还有：钛合金阴极线，铅锑合金阴极线，管式钛合金阴极线，2205阴极线，2205管式钉子阴极线。
　　边界条件与空气放电方程反应系数
　　电除尘运行时阴极线上加载−70kV高压，阳极板接地，放电过程是一个连续离子反应，正离子在电场力作用下向阴极线运动发生吸附和中和作用，因此正电离子数密度在阴极线处为0；同理，在阳极板表面设置负离子和电子数密度为0；其余边界作为零通量边界。空气中的负高压电晕放电实质是离子与电场、磁场和气流相互作用导致的迁移现象，由电子引起碰撞发生电离，在电场力的影响下尖端电极排斥电子，生成离子簇。这个过程伴随着离子间的碰撞、中和、二次电离和离子与电极相互作用导致的吸附、湮灭等现象。Nahomy等在分析气体放电时就涉及到430种化学反应方程，一般来说，即便简化为氧气和氮气电离过程的电离反应方程也有27个，而反应方程数大幅度简化使得求解结果误差增加。
　　本文将电晕产生的粒子分为电子、负离子和正离子3类，对于电离和复合与电场强度相关的离子反应碰撞截面系数，通过插值拟合。转化系数和吸附系数单位为1/m，纵坐标为转化系数和吸附系数与空间气体离子数密度N的比值，横坐标为场强与空间气体离子数密度N的比值。结合Maxwell方程将电晕过程构建成偏微分方程，分别对电子和正负离子进行分析，这使得求解过程更高效，在描述电晕过程中电子、负离子和正离子的扩散、吸附与中和等过程时更加准确。偏微分方程中涉及到的变量。
　　离子数密度分布
　　放电过程中产生电子、正离子和负离子，由于电子和负离子均带负电，电子和负离子在电场中受电场力的作用类型相同，因而迁移规律也近似，仅存在数值上的差异，因此只对负离子和正离子的数密度进行分析。
　　正离子在4个时刻的数密度分布情况，结果表明在放电开始正离子不断向阴极线聚集，被阴极线吸附和中和，因此在阴极线周围正离子的数密度为0。阴极线附近的正离子呈现椭圆型分布，随着放电时间的增加，空间中的正离子数密度不断降低，最终呈现空间的正离子数密度基本接近0。
　　负离子在4个时刻的数密度分布情况，可以看出负离子在电场力的作用下向阴极板迁移，最终吸附在阳极板上被其中和，由于阳极板附近的电场线基本平行，负离子到达阳极板附近时运动方向基本垂直于阳极板，因此负离子在放电过程中呈平行带状扩散，电子在整个电晕放电过程中的运动规律亦同。
　　阴极线上的尖端电场强度大，正负离子和电子受到的电场力较大，离子迁移行为也比较明显。为量化分析电晕区附近正负离子和电子的分布情况，对求解区域设置数据采样线，采样线以阳极板为起点，经过阴极线放电尖端B点，阴极线中心水平位置为终点，着重研究采样线上正负离子和电子的数密度。
　　为正离子不同时刻的数密度情况。结果表明，从阳极板到阴极线正离子数密度大幅降低，当达到距离阳极板198mm位置（B点位置）时，数密度基本为0。同一位置的正离子，电离时间越长数密度越低，且刚开始时数密度衰减速率较大。这是由于电场力的作用使得正离子向阴极线运动，在阴极线上发生中和，且靠近阴极线位置电场强度比较大，使得离阴极线越近的位置正电离子数密度越低。
　　不同时刻电子的数密度分布。结果表明靠近阳极板处电子数密度较低，电子碰撞到阳极板发生中和，在阴极线附近数电子密度较大，随着随着放电的进行电子数密度在同一位置处不断减少，在放电尖端位置处数密度无明显特征，这是由于电子在阴极线处产生，而阴极线附近电场强度较大，阴极线排斥电子，使得电子快速迁移到阳极板附近。
　　电除尘器阴极线在不同时刻负离子的数密度分布，其发展规律和电子发展规律特点一致，根据电子和负离子在计算的源项存在差异，但受电场力的作用方式是相同的，因此在计算结果上只是数值差异，变化规律相同。
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