Разработка метода расчета электрического поля коронного разряда в системах электродов сложной конфигурации

• Автор: Белогловский, А. А.
• Шифр специальности: 05.09.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1994
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 275 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Обзор литературы и постановка задачи исследования
1.1. Математическая модель униполярного коронного разряда
1.2. Общая характеристика численного решения системы уравнений поля униполярного коронного разряда
1.3. Методы численного решения уравнения Пуассона
1.4. Методы численного решения уравнения неразрывности тока
1.5. Совместное решение уравнений поля коронного разряда
1.6. Выводы и постановка задачи исследования
2. Анализ возможных методов решения уравнений Пуассона
и неразрывности тока и их реализация в итерационном
процессе расчета поля коронного разряда
2.1. Постановка задачи
2.2. Методы численного решения уравнения Пуассона
2.3. Методы численного решения уравнения неразрывности тока
2.4. Итерационная схема совместного решения уравнений Пуассона и неразрывности тока
2.5. Выводы
3. Обоснование граничных условий при расчете поля
коронного разряда
3.1. Постановка задачи
3.2. Распределение плотности объемного заряда по поверхности коронирующего электрода

3.3. Распределение начальной напряженности по поверхности коронирующего электрода
3.4. Выводы
4. Разработка итерационного метода расчета поля коронного разряда, основанного на принципе неизменности формы силовых линий по сравнению
с предыдущей итерацией
4.1. Обще положения
4.2. Решение уравнения неразрывности тока
в координатах силовой трубки
4.3. Алгоритм расчета поля коронного разряда
4.4. Реализация метода в аксиально-симметричной
системе электродов
4.5. Расчет поля коронного разряда в системе
"игла - плоскость"
4.6. Выводы
5. Расчет трехмерного поля униполярного коронного разряда на примере системы электродов
малогабаритного электрофильтра
5.1. Введение
5.2. Краткая характеристика расчета
5.3. Сопоставление экспериментальных и расчетных характеристик трехмерного поля
униполярного коронного разряда
5.4. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение. Программа расчета трехмерного поля
униполярного коронного разряда CoronaSd
- A -Введение
Коронный разряд нашел широкое применение в таких электро-технологических установках, как электрофильтры, устройства электростатической печати и т.д. Он сопровождает работу линий электропередачи и других высоковольтных устройств. Поэтому анализ электрических полей с коронным разрядом является важной задачей при их разработке и модернизации. Экспериментальное исследование таких полей является трудоемкой и дорогостоящей процедурой. Все это определяет актуальность задачи разработки метода расчета сложных полей коронного разряда, характерных для различных высоковольтных устройств.
Основными параметрами коронного разряда, влияющими на работу электротехнологических установок, являются напряженность поля и плотность объемного заряда. Напряженность поля определяет заряд, приобретаемый частицами в поле коронного разряда и действующую на них электрическую силу. Плотность объемного заряда влияет только на скорость их зарядки. Это определяет требования к точности методов расчета поля коронного разряда: погрешности не должны превышать 5-7% в значениях напряженности поля и 15-25% в величинах плотности объемного заряда. При этом для применения метода в инженерной практике время выполнения одной итерации в наиболее сложном случае трехмерного поля не должно превышать 5-10 часов для современного персонального компьютера (например IBM-совместимого PC/AT -486DX2-66MHz).
Проведенный по имеющимся в литературе сведениям анализ современного состояния проблемы расчета униполярного коронного разряда показал, что представленные в нем работы в основном содержат опыт расчета поля коронного разряда для ряда простых

где 1 - длина силовой линии электростатического поля, Зо и Ею - плотность тока и напряженности электростатического поля в начале силовой линии на поверхности коронирующего электрода. Интегрирование в (1.22) выполняется вдоль силовой линии, в которой вычисляется напряженность. Плотность тока Зо определяется из выражения

Е2.(1) СІ1 - и , (1.23)

где б - координата поверхности некоронирующего электрода.
Плотность объемного заряда в любой точке силовой линии находится из выражения
Зо Еі(1)
р(1) -
к-Ею Е2(1)
по известным значениям напряженности электростатического поля и поля коронного разряда.
Метод Дейча-Попкова нашел широкое применение при расчетах поля коронного разряда в системах, в которых коронирующий электрод имеет форму тонкого цилиндрического провода. Примером тому могут служить работы [8, 9, 42, 433. В таких системах он
обеспечивает погрешности не более 10% в значениях напряженности поля и 20% в значениях плотности объемного заряда. Если форма коронирующего электрода отлична от цилиндрической, то согласно Е8, 9] погрешности резко возрастают, и при расчете
поля коронного разряда в системах электродов произвольной формы от него следует отказаться [443.