[实用新型]离子风气流加速装置和离子风气流特性研究装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体放电领域，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。

背景技术

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引起电磁干扰，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，使能够更为准确地研究气流特性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型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，以此能够更为准确地研究离子风气流特性。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

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。