二元颗粒流化的双极带电特性研究文献综述
2022-10-18 23:31:11
- 文献综述(或调研报告):
1静电学发展历程
静电学是电学中最古老的学科,人类对电现象的认识始于静电,但是在很长一段时间中,静电学所受到的关注远少于动电学,以至于很多人对静电的认识仍然停留在最原始的水平。然而随着石油化工的兴起,高分子绝缘新材料的大量涌现,静电学再次受到人们的青睐,静电技术的应用日趋广泛[9]。
1733年,杜菲(du Fay)首次提出了两种不同的电性质,一种命名为“玻璃电”,另一种命名为“树脂电”,并提出了电荷“同性相斥、异性相吸';1747年,富兰克林(Franklin)在杜菲“玻璃电”和“树脂电” 概念的基础上,根据两种电的相消性,提出了“正电'和“负电'的概念;1753年,维尔克(Wilcke)[13]发现了静电感应,1757年发表了摩擦带电序列; 1777年,卡文迪许(Cawendish)从带电导体的电荷分布在金属球壳麦面的实验中确定了著名的库仑定律;1779年出现了关于说明带电原理的伏打(Volta)学说,伏打认为摩擦带电是由接触效应产生的,摩擦仅仅是增加接触点;1879年,亥姆霍兹(Helmholtz)继承了伏打学说,进行了如下的说明:两种物体分离时能够得到的电荷,必须是两种物体接触时的偶电层的电荷;在20世纪初,静电学开始从实验和科学阶段走向实际应用的阶段,静电除尘、静电喷涂、静电分离、静电复印等逐渐取得了一定的地位, 静电在工业中的应用也越来越广泛。然而,任何事物都是有两面性的。静电在给人类生产生活带来很多便利的同时,也造成了多个方面的危害[14-15],静电放电等给工业生产造成了相当严重的损失。
2静电的测量
静电的测量就是用相应的测量装置测量与静电有关的物理参数,包括:电荷量、静电势、净电流等,本节将主要对不同研究者研究流化床中多相流中粉体带电时采用的测量技术进行介绍。流化床中的静电检测方法可以分为法拉第筒法和静电探头法,其中法拉第筒法主要通过检测流化颗粒的电荷量从而表征流化床内的静电水平;而静电探头法则通常是检测流化床内的静电势或者静电流[3]。
2.1法拉第筒法
法拉第筒是依据静电感应原理测量物质荷电量的一种装置,常被用于粉体平均带电水平的测量中。法拉第筒由内外两个金属圆筒组成,内外筒之间由绝缘体隔断。外筒接地,起到静电屏蔽的作用,以防止外界电场在内筒上产生感应电荷。内筒与静电计连接,静电计通过监测已知电容上的电压来测量电荷。当一个带电体放入内筒中,内筒壁面上会感应出电量相等但极性相反的电荷,通过电容储存电荷的功能就能通过静电计对其进行测量。
2.2静电探头法
静电探头法分为接触式静电探头和感应式静电探头[3]。接触式静电探头安装于流化床内某一位置,在颗粒流化的过程中,由于不断地与局部荷电颗粒接触,将会发生由颗粒和探头间的静电转移以及颗粒和探头摩擦而产生电荷两种过程,电荷探头所在的回路中将会有电荷运动,产生静电势或者静电流信号。通过这种方式检测得到的信号并不能与流化床内颗粒的真实荷电量建立一一对应的定量关系,只能用于定性表征探头所在区域静电水平的相对大小。
感应式静电探头是指利用静电感应原理检测流化床内静电水平的检测方法[16-18]。当荷电颗粒经过探头检测的敏感区时,将会在探头处产生感应电荷,从而在检测电路中产生感应静电流或者感应静电势信号。
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