奇异的物理现象——电风

李滨屿 湖南省师范大学附属中学

奇异的物理现象
——电风

李滨屿 湖南省师范大学附属中学

电风是一种奇异的物理现象，根据教材所写，电风的起因是电荷喜欢聚集在尖端上面，从而导致尖端附近的空气分子产生离子流，然后朝一定方向流动，最后产生了风。其实电风只是电晕所产生的离子流动，带动了空气流动。本文就结合我们所学到的高中物理知识，对电风的原理，以及它在实际生活中电除尘器上的应用做分析和阐述。

奇异的 物理现象 电风

一个尖端带有电荷的导体靠近一个火焰附近，那么火焰将会向尖端的那一边偏移，就好像有一股风在吹动火焰一样，这种物理现象叫做“电风”。“电风”现象是物理学中一个尖端放电的例子，对于高中生来讲，想要更深入的探讨“电风”现象，主要可以从它的原理，以及它在生活中的运用两个方面来着手。

1 电风的原理

电风，又叫做离子风或者电晕风。一般的教材中描写电风产生的原理是空气中残存的离子在强电场的作用下加速，当它碰撞到空气分子的时候，就发生电离反应，然后带电尖端的强电场就会排斥同性离子，从而形成了“电风”，把火焰吹歪。近段时间，也有人提出了不同的意见，其中主要有“热力说”、“电力说”、“电离说”几种观点。在人们重复设计了一些实验来确定“电风”的原理，实验的结果表明，这三种不同的观点都只是片面的真理，所以，教材中的解释更加完善，更加全面。作为一名高中生，不能仅仅看一些片面的观点，要不断的透过实验和探索，弄清楚“电风”的真正原理，这样对于我们更好的理解它在生活中的应用更有帮助。

2 电风在生活中的应用

电风在我们的实际生活中用处颇多，生活中电除尘器是利用电风运作的一个比较典型的例子，电风对电除尘器除尘过程中的影响很大，它能够提高烟尘粒子驱进速度和促进烟尘粒子的凝聚，同时，有时候也会产生二次扬尘，降低除尘效率。所以现以电除尘器为例，做一些相应的分析和阐述。

①除尘器上电风的实验研究。首先，有人为了研究除尘器是如何利用电风的，他们通过动力风来代替电风，利用漩涡黏度和扩散模型。并且建立了电除尘器内电风力学模型，并得出了电晕线和极板处于相反方向的漩涡，除尘通道的边缘的电风风速最大，这样就不利于收尘，但是漩涡有利于收集烟尘荷电和荷电烟尘。这样不仅可以提高微细颗粒灰尘收集的数量，同时也大大的提高了除尘的效率，以及保证了除尘的质量。经过实验研究表明，负电晕会引起电风的二次流，从而也会降低收尘效率。其次，还有人通过运用PIV方法，测量了在线板静电除尘器中，7根电晕线的颗粒运动状况，进而研究了正电晕和负电晕，最终结果表明了，电流体力对电流主流有很大的影响，并且在它的上下游都会产生漩涡，因此，测量三维速度场具有很重要的意义。另外，有人通过建立芒刺针到地级板之间的电场分布模型，后来提出了利用在电场中悬挂小球，来测定电风的方法。他们分别采用了滑石粉、塑料及石膏三种材料，对小球在电风中进行测定，研究结果证明，在芒刺针尖与地级板之间的电场中部，它的场强度大约为2～4KV/cm，电风速度大约为2～6m/s。最后，有人在除尘器的收尘区布置了测点，在除尘器空载工作的情况下，去测量了电风的速度，研究表明，电晕放电产生的电风，可以使除尘器内颗粒驱进的速度增加。

②电风对收尘过程的影响。ESP中的烟气流有电流体力学的性质，比一般的流体流动复杂得多。在线和板之间的距离一般为20cm，外面的电压在80KV，以及无烟气流的静态状态下，通过网电极模拟平板电极，可以测得网电极处的电风风速最大为1．5m/s，这个速度高于烟道中气流的平均速度，而且，越是靠近电晕极，电风风速就越大，所以电风对烟道里面的烟气流动有重要的影响。电晕外区的离子运动，会消耗掉大部分的电晕功率，其中只有一小部分恋情来使尘粒从烟气流中分离出来。电场所提供的大部分电晕能量，都会通过离子的运动，转化成电风的能量。当遇到收尘极板后，它的能量就成为紊流能量的主要来源，从而形成很明显的大尺度涡旋结构。针对于线-板式ESP，如果紊流扩散系数小于其临界值时，它的收尘率就会随着紊流的扩散系数增加而急速降低。所以，作为高中生，我们应掌握电除尘器中电风的使用原理，并不断思考和探索相关问题，这样才能更好的帮我们解决生活中的问题。

总之，在我国加强科研投入的新形势下，电风现象已经被充分运用到人们的实际生活，以及各行各业的生产之中。其中，无论是在国内，还是在国外，有很多专家都对电除尘器中的电风问题做了大量的研究。因此，作为一名高中生，在学习了大量的物理知识后，不能仅仅局限于课本上的理论知识，要充分把知识运用在实践中去。

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