中国物理学会第二十七届全国静电学术年会

针对传统直流荷电及低频毫秒长脉冲、纳秒短脉冲在超细颗粒物（PM₁）荷电与脱除过程中存在的效率低、荷电不充分等问题，本文提出一种基于微秒脉冲放电的双极性多通道荷电器。系统研究了线-板式、线-线式及针-板式三种典型放电结构在微秒脉冲激励下的电晕特性与伏安（V-I）特性，对比分析了不同结构与脉冲电压参数对PM₁在单极性脉冲条件下的荷电性能影响。进一步结合多通道双极性荷电与库仑凝并过程，采用粒子图像测速技术（PIV）对凝并区域的气流场与颗粒动力学行为进行可视化观测。实验结果表明：在相同脉冲峰值电压条件下，线-线式放电结构产生的峰值电流最大，电晕电流较其他结构提升达200～1000 mA，表现出更强的放电能力；其中，PM₁在正脉冲下的最大荷电量超过+1200 eC，负脉冲下可达-1800 eC。同时，线-板与线-线结构在荷电空间内展现出更均匀的电晕分布特性。电凝并实验结果显示，经双极性荷电后，亚微米及纳米级颗粒数量浓度显著降低，接近1 μm粒径段颗粒浓度相应增加，表明发生了有效的颗粒凝并过程，PM₁的电凝并效率可提升26%。PIV观测显示，凝并主要发生于双极性气流交汇区域，伴随明显的涡旋结构与颗粒交叉碰撞行为，显著促进颗粒团聚。
 

ESP；脉冲放电；PM1；电凝并；PIV