本发明专利技术公开了一种离子风气流加速装置，包括由电晕极和集电极构成的电极结构，以及在电晕极和集电极之间施加电压的高压电源，电极结构为线-板式放电形式，且电晕极包括芒刺型电晕线，其放电能力强、电磁干扰小。本发明专利技术还公开了一种离子风气流特性研究装置及方法。本发明专利技术通过粒子成像技术能够实现无扰动、非接触式测量的目的，从而较为准确地研究离子风气流特性，并且，本发明专利技术通过不同档位的电压变化研究离子风气流特性，并通过处理实验数据得到电压波动下的离子风速变化的曲线，从而进一步分析离子风在不同电压下的全流场气流特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体放电领域，特别涉及一种离子风气流加速装置以及一种离子风气流特性研究装置和方法。
技术介绍
在曲率半径大小相差极大的电晕极和集电极之间施加高压，诱导在曲率半径小的电极附近的空气电离，即为所谓的电晕放电现象。离子风气流加速装置即是通过利用空气放电时的离子运动产生气流并带动周围中性气体分子运动实现气流加速。离子风空气加速器机理的本质是空气分子发生电晕放电，诱导空气中的中性粒子发生电离并产生气流运动的过程。自1709年英国人Hauksbee发现离子风现象以来，许多学者都曾对该现象进行过 研究，直到两个世纪后，才初步建立了对离子风效应的理论解释。提高离子风速是近年来国际离子风研究领域中的前沿课题，为了提高离子风空气加速装置的气流速度，国际学术界已经发表了针-板式、线-板式、线-管式、线-线式、针-环式、线-筒式等结构的离子风发生装置技术成果。各国学者对离子风技术的研究主要侧重在极间电压和电极结构等方面，极间电压主要包括脉冲电压、直流电压和高频高压等；电极结构主要有针-板电极结构、线-板电极结构、线-管电极结构等。此外，人们把离子风技术应用到气动流控制、静电除尘、空气净化、干燥、散热等领域。但是，以往的离子风气流特性的研究过程，具有如下局限a、将风速仪直接放入流体通道中，属于接触式扰动测量，对流场干扰极大；b、传统的粒子成像技术进行流场测量时采用向流体通道中直接充入气体的方法，容易造成烟雾浓度的不均匀；C、传统的离子风特性研究仅仅限于研究风速的单点或多点特性，无法显示全流场；d、传统的气流加速装置容易弓I起电磁干扰，产生尖端放电。因此，如何设计一种放电能力强且电磁干扰小的离子风气流加速装置，以及如何设计一种离子风气流特性研究装置及其研究方法，能够更为准确地研究离子风气流特性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种放电能力强且电磁干扰小的离子风气流加速装置，还提供了一种离子风气流特性研究装置和方法，以此能够更为准确有效地研究离子风气流特性。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种离子风气流加速装置，包括由电晕极和集电极构成的电极结构，以及在所述电晕极和所述集电极之间施加电压的高压电源，所述电极结构为线-板式放电形式，且所述电晕极包括芒刺型电晕线。优选地，在上述离子风气流加速装置中，所述电极结构采用四级电极结构，且所述芒刺型电晕线均匀布置。一种离子风气流特性研究装置，包括所述离子风气流加速装置，还包括用于粒子成像的测量装置，所述测量装置包括透明且密封的流体通道，所述电晕极和所述集电极均采用绝缘装置进行固定，并且设置于所述流体通道内，所述高压电源设置于所述流体通道外；用于在粒子成像过程中进行拍摄的CCD相机，所述CCD相机的镜头方向和所述流体通道内的待测区域保持垂直；激光器，所述激光器能够发出片光源且照亮整个待测流场的激光光头，所述片光源的照射方向和所述流体通道内的待测区域保持垂直； 用于记录并显示测试数据的计算机；用于控制所述激光器发光且控制所述CCD相机拍摄的控制器，所述控制器与所述计算机相连。 优选地，在上述离子风气流特性研究装置中，还包括设置于所述流体通道内，用于散布示踪粒子的烟雾发生器。优选地，在上述离子风气流特性研究装置中，所述烟雾发生器包括电炉，以及煤油或甘油的固体颗粒，所述固体颗粒用开口容器盛装，并放置于所述电炉上。优选地，在上述离子风气流特性研究装置中，还包括位于所述流体通道外，用以调节所述电炉电压的调压装置。优选地，在上述离子风气流特性研究装置中，所述高压电源的开关具有电压幅值不同的不同档位。优选地，在上述离子风气流特性研究装置中，所述高压电源采用脉宽调制的控制方式，所述高压电源的开关具有电压频率不同的不同档位。优选地，在上述离子风气流特性研究装置中，所述流体通道的材料为有机玻璃。—种离子风气流特性研究方法，包括以下步骤步骤一布置并连接好离子风气流加速装置和粒子成像测量装置，其中，令所述粒子成像测量装置的CCD相机的镜头方向和激光器发出的片光源方向分别与所述离子风气流加速装置的流体通道内的待测区域垂直布置；步骤二 开启所述离子风气流加速装置和所述粒子成像测量装置，令所述离子风气流加速装置的高压电源的直流电压恒定，改变交流分量的幅值和频率，所述粒子成像测量装置拍摄下所述待测区域在不同电压幅值和频率下的图像，并记录实验数据，通过所述实验数据和所述图像分析所述待测区域中的离子输运能力的改变；步骤三将所述离子风气流加速装置在不同频率和/或不同幅值的电压下测得的离子风速的实验数据进行处理，得到电压波动下的离子风速变化的曲线。从上述的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的离子风气流加速装置中的电极结构采用线-板式，且电晕极采用芒刺型电晕线，既可以达到放电能力增强的目的，又具有便于固定、电磁干扰小的特性。此外，本专利技术实施例提供的离子风气流特性研究装置，采用粒子成像的测量装置对上述离子风气流加速装置中的气流特性进行研究，该实验数据通过控制器和计算机控制获取，所有测试装置均至于流体通道6的外侧，并通过图像记录全场气流现象，实现了无扰动、非接触式的测量，且可以显示全场流气特性，达到了准确地研究离子风气流特性的目的。本专利技术实施例提供的离子风气流特性研究方法，通过不同档位的电压变化研究气流特性，并通过处理实验数据得到电压波动下的离子风速变化的曲线，从而进一步分析不同电压下的全场气流特性。附图说明 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本专利技术实施例提供的离子风气流加速装置的电极结构的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的离子风气流特性研究装置的布置结构示意图；图3为本专利技术一个实施例中得到的离子风速度分布的矢量图；图4为本专利技术一个实施例中得到的离子风速变化的曲线。具体实施例方式本专利技术公开了一种放电能力强且电磁干扰小的离子风气流加速装置，还提供了一种离子风气流特性研究装置和方法，以此能够更为准确地研究离子风气流特性。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图I-图4，图I为本专利技术实施例提供的离子风气流加速装置的电极结构的结构示意图，图2为本专利技术实施例提供的离子风气流特性研究装置的布置结构示意图，图3为本专利技术一个实施例中得到的离子风速度分布的矢量图，图4为本专利技术一个实施例中得到的离子风速变化的曲线。本专利技术一具体实施例提供的离子风气流加速装置，包括由电晕极11和集电极12构成的电极结构，以及在电晕极11和集电极12之间施加高压电的高压电源1，该电极结构为线-板式放电形式，且电晕极11包括芒刺型电晕线111。电晕极11放电能力的好坏与电晕极11中放电线的尖角(既曲率)有关，电晕极11的形式有多种，放电尖角越多则电晕的效果也就越好。芒刺型电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子风气流加速装置，包括由电晕极（11）和集电极（12）构成的电极结构，以及在所述电晕极（11）和所述集电极（12）之间施加电压的高压电源（1），其特征在于，所述电极结构为线？板式放电形式，且所述电晕极（11）包括芒刺型电晕线（111）。
【技术特征摘要】
1.一种离子风气流加速装置，包括由电晕极(11)和集电极(12)构成的电极结构，以及在所述电晕极(11)和所述集电极(12)之间施加电压的高压电源(1)，其特征在于，所述电极结构为线-板式放电形式，且所述电晕极(11)包括芒刺型电晕线(111)。2.根据权利要求I所述的离子风气流加速装置，其特征在于，所述电极结构采用四级电极结构，且所述芒刺型电晕线(111)均匀布置。3.一种离子风气流特性研 究装置，其特征在于，包括权利要求I或2所述的离子风气流加速装置，还包括用于粒子成像的测量装置，所述测量装置包括 透明且密封的流体通道(6)，所述电晕极(11)和所述集电极(12)均采用绝缘装置进行固定，并且设置于所述流体通道(6)内，所述高压电源(I)设置于所述流体通道(6)外； 用于在粒子成像过程中进行拍摄的CCD相机(7)，所述CCD相机(7)的镜头方向和所述流体通道(6)内的待测区域保持垂直； 激光器(4)，所述激光器(4)能够发出片光源且照亮整个所述待测区域，所述片光源的照射方向和所述流体通道(6)内的所述待测区域保持垂直； 用于记录并显示测试数据的计算机(8)； 用于控制所述激光器(4)发光且控制所述CCD相机(7)拍摄的控制器(9)，所述控制器(9)与所述计算机(8)相连。4.根据权利要求3所述的离子风气流特性研究装置，其特征在于，还包括设置于所述流体通道(6)内，用于散布示踪粒子的烟雾发生器(5)。5.根据权利要求4所述的离子风气流特性研究装置，其特征在于，所述烟雾发生器(5...
【专利技术属性】
技术研发人员：庄蒙蒙，张德轩，孔春林，刘杰，朱继保，任燕，
申请(专利权)人：杭州天明环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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