開展帶電粒子催化降雨技術(shù)的研究對我國大氣水資源的開發(fā)與利用具有重要的實際意義。帶電粒子發(fā)生器是帶電粒子催化降雨的關鍵組件,為了能夠?qū)ζ溥M行測試、評估及優(yōu)化,本文設計并搭建了一套帶電粒子發(fā)生器實驗平臺。該實驗平臺溫濕度可在5~35℃,60~200%RH的范圍內(nèi)進行快速調(diào)節(jié),具有百kV級帶電粒子發(fā)生器電極固定裝置,利用帶電粒子濃度的實時測量與雨水收集功能,可在不同溫濕度條件下對不同電極結(jié)構(gòu)的帶電粒子發(fā)生器的帶電粒子產(chǎn)生效率與降雨效果進行評估。根據(jù)實驗平臺的性能需求,搭建了4.4m×4.4m×5m的實驗平臺主體框架,分析選取與安裝調(diào)試了實驗平臺的相關外圍設備,基于上位機控制系統(tǒng)分別設計了溫濕度調(diào)節(jié)的控制策略。這為本文的后續(xù)工作提供了重要基礎。為帶電粒子發(fā)生器分析設計了電極固定裝置。通過在電極框中添加阻力轉(zhuǎn)換模塊與自動緊線模塊,有效解決了傳統(tǒng)固定電極線方式的松緊度分布不均和易發(fā)生松弛等關鍵問題;針對電極框的絕緣問題和固定架結(jié)構(gòu)的受力形變問題利用COMSOL Multiphysics進行了建模仿真與分析,使電極固定裝置滿足100kV絕緣等級和受力形變位移(35)_(kmax)?15mm的設計要求。為實驗平臺設計了配套的硬件結(jié)構(gòu)方案與上位機數(shù)據(jù)采集程序,并搭建了實驗平臺的測量系統(tǒng),可以滿足對溫度、濕度和帶電粒子濃度等14處測量點的采集需求。該測量系統(tǒng)性價比較高、使用便捷,為帶電粒子發(fā)生器的測試評估和開展帶電粒子催化降雨實驗提供了必要條件。本文搭建了帶電粒子發(fā)生器實驗平臺,對其性能進行了比較全面的測試。結(jié)果表明所研制的實驗平臺滿足設計需求,為帶電粒子發(fā)生器的測試評估提供了便捷、可靠的測試環(huán)境,并為開展帶電粒子催化降雨相關機理研究提供了實驗環(huán)境。因此,本文的工作對帶電粒子催化降雨技術(shù)的研究具有十分重要的意義。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P481
【部分圖文】：

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文工氣候室，便可以采用人工氣候模擬技術(shù)，制造出一個相關環(huán)境可調(diào)的小型密閉空間，用于模擬自然界和特殊條件下的氣候條件器置于其中，可對不同環(huán)境參數(shù)下的帶電粒子發(fā)生器的帶電粒子果進行測試評估[9]。通過與國家電網(wǎng)防災減災重點實驗室合作，在其已有的大型人工粒子催化降雨實驗的應用研究。圖 1-1 為國網(wǎng)防災減災重點實驗霧室呈圓筒形，直徑 25m，高 27.5m，是目前國際領先的大型人本課題組通過在合適的環(huán)境參數(shù)下播撒帶電粒子，成功使該云霧荷電凝并，最后形成雨滴降落，這一系列實驗進一步地證實了帶術(shù)的可行性。

實驗平臺主體框架的設計與搭建為實空間，為本文后續(xù)工作的開展奠定了基礎2.3 外圍設備分析與選取實驗平臺主體框架并不具備調(diào)節(jié)溫度需要配備一套外圍設備來對實驗平臺內(nèi)部平臺的外圍設備進行分析選型，并完成部2.3.1 溫度控制帶電粒子發(fā)生器實驗平臺的凈空尺寸本考慮，本文定制了一套額定功率為 15k制器的主要性能參數(shù)。整套設備分為室內(nèi)主體框架外部，通過設計的連接通道與實

圖 2-3 LDR0.048-0.4蒸汽發(fā)生器為了能夠有效控制濕度，實驗平臺還加入了一套由濕美 MS-9138B 型工業(yè)除濕機與功率 600W 的排氣管所組成的除濕設備。除濕機與排氣設備均置于主體框架外部，通過設計的連接通道與實驗平臺內(nèi)部連通�？衫蒙衔粰C控制系統(tǒng)對蒸汽發(fā)生器、工業(yè)除濕機和排氣管進行協(xié)調(diào)控制，有效地調(diào)節(jié)實驗平臺內(nèi)部的空氣濕度。2.3.3 供電電源選擇實驗平臺中的帶電粒子發(fā)生器與靜電除塵器中的類似，均是通過電暈放電向外部空間提供大量的帶電粒子。在靜電除塵（ESP，Electrostatic Precipitation）領域，人們普遍使用直流高壓電源或脈沖高壓電源作為放電電極的供電電源[22]。若采用交流高壓電源供電，電極對帶電粒子施加的電場力方向?qū)⒄摻惶�，并且將會交替發(fā)生正、負電暈放電，增強了正負離子的復合作用，所以交流電源不利于帶電粒子的擴散，釋放帶電粒子的效率較低。
【參考文獻】

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本文編號：2851077