污秽颗粒在绝缘表面的碰撞和吸附

为研究影响污秽颗粒(以下简称颗粒)在绝缘表面吸附的因素,分别建立了污秽颗粒和绝缘表面的模型,在考虑绝缘表面边界层影响的前提下,分析了污秽颗粒在绝缘表面碰撞和吸附的受力和运动情况,制定了污秽颗粒在绝缘表面吸附的判据,分析了颗粒直径(以下简称粒径)、空气中的主流风速、空气相对湿度对污秽颗粒在绝缘表面吸附的影响。最后得出结论,粒径是影响绝缘表面积污的首要因素,粒径越小越容易吸附;其次是空气相对湿度,湿度越大越容易吸附;最后是空气中的主流风速,风速越大越容易吸附。

絮团形态学特征对絮团与气泡碰撞、吸附的影响

为了研究絮团的形态对絮团与气泡碰撞及吸附的影响,设计了图像分析系统,拍摄了絮团与气泡接触过程中的视频文件并从中提取含有絮团位置及形态特征的静态帧。使用Image Pro Plus 6.0根据絮团的粒径对絮团进行了粒度级的划分,使用统计学的方法,对每个粒度级的絮团与气泡的碰撞及吸附效率进行了分析及计算,发现碰撞效率随絮团粒径的增加而增长,吸附效率先随着粒径的增加而增长但是在絮团粒径为200μm左右时出现转折,开始下降。利用Matlab位置提取程序对絮团运动过程中位置信息进行获取,根据Stokes沉降原理,计算絮团密度,发现絮团的密度随着粒径的规律性变化,在粒径为170μm时密度最大。认为絮团粒径对碰撞效率起主导作用,絮团密度对吸附效率起主导作用。此外,通过观测絮团与气泡接触过程发现,结构密实的絮团自与气泡发生接触后接触点恒定,而结构疏松的絮团与气泡接触后普遍存在旋转的现象,接触点的变化,导致结构疏松的絮团极易从气泡上脱落,吸附效率低。

颗粒与绝缘子碰撞粘附问题的模型选择

绝缘子的污秽积聚是颗粒与绝缘子表面碰撞吸附过程的宏观表现,研究颗粒与绝缘子表面的碰撞吸附机理可为电力系统防污、杜绝粉尘闪络事故等工作提供理论指导依据。因为材料属性的差别,不同颗粒与绝缘子间的碰撞吸附过程需选择特定的微观物理模型去求解和描述。然而,由于目前缺少这些物理模型在绝缘领域内应用选择的参考依据,学者们在研究时容易出现模型混用的情况。该文总结了经典的颗粒微观接触物理模型的特点及适用范围,指出了现有颗粒与绝缘子碰撞吸附研究成果中的不足;然后基于MD模型构建的粘附相图及系统中常见颗粒与绝缘子的物理参数,计算并给出了常见颗粒与4种不同材料绝缘子间碰撞吸附问题的推荐参考模型;最后探讨了颗粒与绝缘子碰撞过程中的能量耗散机制,并指出了下一步的研究方向。研究结果表明:常见颗粒与复合及环氧树脂绝缘子的碰撞吸附问题可参考JKR理论开展研究,而常见微米级颗粒与玻璃及瓷绝缘子表面的碰撞问题则需要采用MD/MYD模型。该文的工作对于颗粒与绝缘子碰撞吸附机理的研究具有一定的参考价值。

微纳米气泡对细粒稀土矿物聚团行为的影响

通过自制微纳米气泡产生装置,研究微纳米气泡对细粒稀土矿物聚团行为的影响。运用图像拍摄系统和Image J图像处理软件,对絮团进行了粒度级的划分,通过统计学的方法和Stokes沉降公式对每个粒度级的絮团与气泡的碰撞及吸附效率进行了分析与计算,较为直观的揭示了微纳米气泡对絮团形态特征的影响。研究结果表明:微纳米气泡的粒径会影响絮团粒度及密度,而絮团的粒径和絮团密度对碰撞效率和吸附效率起主导作用。