李濱嶼 湖南省師范大學附屬中學

奇異的物理現(xiàn)象
——電風

李濱嶼 湖南省師范大學附屬中學

電風是一種奇異的物理現(xiàn)象，根據(jù)教材所寫，電風的起因是電荷喜歡聚集在尖端上面，從而導致尖端附近的空氣分子產(chǎn)生離子流，然后朝一定方向流動，最后產(chǎn)生了風。其實電風只是電暈所產(chǎn)生的離子流動，帶動了空氣流動。本文就結(jié)合我們所學到的高中物理知識，對電風的原理，以及它在實際生活中電除塵器上的應用做分析和闡述。

奇異的 物理現(xiàn)象 電風

一個尖端帶有電荷的導體靠近一個火焰附近，那么火焰將會向尖端的那一邊偏移，就好像有一股風在吹動火焰一樣，這種物理現(xiàn)象叫做“電風”?！半婏L”現(xiàn)象是物理學中一個尖端放電的例子，對于高中生來講，想要更深入的探討“電風”現(xiàn)象，主要可以從它的原理，以及它在生活中的運用兩個方面來著手。

1 電風的原理

電風，又叫做離子風或者電暈風。一般的教材中描寫電風產(chǎn)生的原理是空氣中殘存的離子在強電場的作用下加速，當它碰撞到空氣分子的時候，就發(fā)生電離反應，然后帶電尖端的強電場就會排斥同性離子，從而形成了“電風”，把火焰吹歪。近段時間，也有人提出了不同的意見，其中主要有“熱力說”、“電力說”、“電離說”幾種觀點。在人們重復設計了一些實驗來確定“電風”的原理，實驗的結(jié)果表明，這三種不同的觀點都只是片面的真理，所以，教材中的解釋更加完善，更加全面。作為一名高中生，不能僅僅看一些片面的觀點，要不斷的透過實驗和探索，弄清楚“電風”的真正原理，這樣對于我們更好的理解它在生活中的應用更有幫助。

2 電風在生活中的應用

電風在我們的實際生活中用處頗多，生活中電除塵器是利用電風運作的一個比較典型的例子，電風對電除塵器除塵過程中的影響很大，它能夠提高煙塵粒子驅(qū)進速度和促進煙塵粒子的凝聚，同時，有時候也會產(chǎn)生二次揚塵，降低除塵效率。所以現(xiàn)以電除塵器為例，做一些相應的分析和闡述。

①除塵器上電風的實驗研究。首先，有人為了研究除塵器是如何利用電風的，他們通過動力風來代替電風，利用漩渦黏度和擴散模型。并且建立了電除塵器內(nèi)電風力學模型，并得出了電暈線和極板處于相反方向的漩渦，除塵通道的邊緣的電風風速最大，這樣就不利于收塵，但是漩渦有利于收集煙塵荷電和荷電煙塵。這樣不僅可以提高微細顆?；覊m收集的數(shù)量，同時也大大的提高了除塵的效率，以及保證了除塵的質(zhì)量。經(jīng)過實驗研究表明，負電暈會引起電風的二次流，從而也會降低收塵效率。其次，還有人通過運用PIV方法，測量了在線板靜電除塵器中，7根電暈線的顆粒運動狀況，進而研究了正電暈和負電暈，最終結(jié)果表明了，電流體力對電流主流有很大的影響，并且在它的上下游都會產(chǎn)生漩渦，因此，測量三維速度場具有很重要的意義。另外，有人通過建立芒刺針到地級板之間的電場分布模型，后來提出了利用在電場中懸掛小球，來測定電風的方法。他們分別采用了滑石粉、塑料及石膏三種材料，對小球在電風中進行測定，研究結(jié)果證明，在芒刺針尖與地級板之間的電場中部，它的場強度大約為2～4KV/cm，電風速度大約為2～6m/s。最后，有人在除塵器的收塵區(qū)布置了測點，在除塵器空載工作的情況下，去測量了電風的速度，研究表明，電暈放電產(chǎn)生的電風，可以使除塵器內(nèi)顆粒驅(qū)進的速度增加。

②電風對收塵過程的影響。ESP中的煙氣流有電流體力學的性質(zhì)，比一般的流體流動復雜得多。在線和板之間的距離一般為20cm，外面的電壓在80KV，以及無煙氣流的靜態(tài)狀態(tài)下，通過網(wǎng)電極模擬平板電極，可以測得網(wǎng)電極處的電風風速最大為1．5m/s，這個速度高于煙道中氣流的平均速度，而且，越是靠近電暈極，電風風速就越大，所以電風對煙道里面的煙氣流動有重要的影響。電暈外區(qū)的離子運動，會消耗掉大部分的電暈功率，其中只有一小部分戀情來使塵粒從煙氣流中分離出來。電場所提供的大部分電暈能量，都會通過離子的運動，轉(zhuǎn)化成電風的能量。當遇到收塵極板后，它的能量就成為紊流能量的主要來源，從而形成很明顯的大尺度渦旋結(jié)構(gòu)。針對于線-板式ESP，如果紊流擴散系數(shù)小于其臨界值時，它的收塵率就會隨著紊流的擴散系數(shù)增加而急速降低。所以，作為高中生，我們應掌握電除塵器中電風的使用原理，并不斷思考和探索相關(guān)問題，這樣才能更好的幫我們解決生活中的問題。

總之，在我國加強科研投入的新形勢下，電風現(xiàn)象已經(jīng)被充分運用到人們的實際生活，以及各行各業(yè)的生產(chǎn)之中。其中，無論是在國內(nèi)，還是在國外，有很多專家都對電除塵器中的電風問題做了大量的研究。因此，作為一名高中生，在學習了大量的物理知識后，不能僅僅局限于課本上的理論知識，要充分把知識運用在實踐中去。

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