[发明专利]一种三相行波电帘除尘系统及其构建方法

摘要

本发明公开了一种三相行波电帘除尘系统，包括三相交流电源和电帘板；所述电帘板由绝缘衬底和均匀分布于衬底表面的多组电极构成，所述电极为长方体形，各电极相互平行，电极的宽度与相邻两电极之间的间距相等；以每相邻的三个电极为一组构成一个移动周期，移动周期内的三个电极分别与所述三相交流电源的U相线、V相线和W相线相连。通过合理设计电极结构，使微尘在电极之间形成的电场中持续运动以被移除，有效地提高了除尘效果。

主权项

1.一种三相行波电帘除尘系统的构建方法，其特征在于，所述三相行波电帘除尘系统包括三相交流电源和电帘板；所述电帘板由绝缘衬底和均匀分布于衬底表面的多组电极构成，所述电极为长方体形，各电极相互平行，电极的宽度与相邻两电极之间的间距相等；以每相邻的三个电极为一组构成一个移动周期，移动周期内的三个电极分别与所述三相交流电源的U相线、V相线和W相线相连；相邻两电极之间的间距为0.1mm‑0.5mm；所述三相交流电源与电帘板之间设有调压器，调压器的电源输入端与三相交流电源的电源输出端相连，调压器的电源输出端与所述电极相连，调压器的输出电压为380V、900V和1600V三挡；所述电极上还覆盖一层绝缘层；所述绝缘层的厚度为0.05mm‑0.2mm；所述的绝缘层上覆盖了一层具有微纳结构的超疏层，所述超疏层的厚度为200nm‑400nm；所述超疏层的微纳结构采用多孔、凸起或者绒毛；构建方法包括如下过程：a、建立灰尘被清除过程的运动模型：分起跳过程和悬空水平移动过程；b、对起跳过程进行受力分析确定灰尘的起跳电压U；c、对悬空水平移动过程进行受力分析确定电极参数，所述电极参数包括电极之间的间距和电极的宽度；所述步骤b具体包括如下过程：b1、灰尘颗粒在起跳阶段的受力分解到x、y方向，表示为：式中：F_x、F_y分别为微尘颗粒在x、y方向的合力，a_x，a_y分别为x、y方向的加速度，m为微尘颗粒的质量，E_x、E_y分别为电场在x、y方向的电场强度，ε₀为自由空间介电常数，ε_r为灰尘介电常数，r为灰尘平均半径，F_VDW为粘附力；b2、灰尘颗粒顺利起跳必须满足y方向的加速度大于零，即：a_y＞0....................(5)同时，起跳电压U与y方向的电场强度E_y满足如下关系：U＝d×E_y....................(6)联立公式(2)、(4)、(5)和(6)求得灰尘起跳电压取值U；所述步骤c具体包括如下过程：c1、起跳后的灰尘颗粒在水平移动阶段的受力分解到x、y方向，x方向受力表示为：y方向受力表示为：边界条件为：式中，F_xx，F_yy分别为微尘颗粒在x、y方向的合力；f_{air_x}，f_{air_y}分别为空气阻力在x、y方向的分量；v_x，v_y分别为x、y方向的速度；η为空气的粘度系数；F_qx，F_qy分别为库仑力在x、y方向的分量；F_depx，F_depy分别为介电泳力在x、y方向的分量，a_xx，a_yy分别为x、y方向的加速度；c2、灰尘颗粒保持以持续移动模式运动，必须满足的条件是：①、起跳后的颗粒要保持悬浮于电帘板上空，即a_y＞0   (10)；②、灰尘颗粒持续向前移动的条件为：式中：S_act表示可移动区域的宽度；a_xx表示x方向的加速度；f为三相交流电的频率；λ为电帘周期；d为灰尘颗粒的直径；c3、电帘电极参数的优化设计：定义有效比：coe＝S_act/λ   (12)有效比coe即单位距离内的可移动区域的大小，有效比coe值越大越有利于灰尘的移除，联立方程(7)‑(12)，求解当有效比coe值最大时，电极参数即电极宽度和电极间距的取值范围。