奇異的物理現象
——電風

李濱嶼 湖南省師范大學附屬中學

奇異的物理現象
——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象，根據教材所寫，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生離子流，然后朝一定方向流動，最后產生了風。其實電風只是電暈所產生的離子流動，帶動了空氣流動。本文就結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，這種物理現象叫做“電風”。“電風”現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進速度和促進煙塵粒子的凝聚，同時，有時候也會產生二次揚塵，降低除塵效率。所以現以電除塵器為例，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粒灰塵收集的數量，同時也大大的提高了除塵的效率，以及保證了除塵的質量。經過實驗研究表明，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，電暈放電產生的電風，可以使除塵器內顆粒驅進的速度增加。

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，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狀態下，通過網電極模擬平板電極，可以測得網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構。針對于線-板式ESP，如果紊流擴散系數小于其臨界值時，它的收塵率就會隨著紊流的擴散系數增加而急速降低。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，電風現象已經被充分運用到人們的實際生活，以及各行各業的生產之中。其中，無論是在國內，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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