离子风(或称电风)是两个相邻高 压电极间发生电晕放电时因离子高速 运动而诱导的空气流动现象.在过去的 两个世纪中,为了利用并探索离子风效 应的影响,人们已做了大量研究,并且早 已认识到它在静电空气净化过程中的 重要作用.本文回顾和评述了离子风效 应对空气净化设备效率影响的典型研 究结果,并对这一问题的后续研究提出 了建议. 擦起电机研究有尖端的导体吸引 带电体的现象时,发现 一、引 言 空气净化是大气污染控制和环境 质量控制的一个重要手段.在现有的空 气净化设备中,从电晕放电现象发展而 来的电除尘器是一种除尘(或净化)效 率高、处理气体量大的粉尘(或烟气) 净化设备,其应用范围包括从处理工业 过程中产生的高浓度粉尘污染问题,到 处理工业洁净室(如电子车间和制药工 厂)或精密仪器生产车间的空调送风超 高效净化问题等许多领域[1,2]. #离子 风∃(ionicwind)是电晕放电过程中特 有的现象,一般也称为#电晕风 ∃(coronawind),是放电过程电子雪崩 引起的高速离子射流流动 [3,4] 被摩擦的硫磺球能在黑暗中发光, 并可以听到嗡嗡的声音,这是最早发现 的有文字记载的电晕放电现象,听到的 实际上就是离子风的声音[8].1709年, 英国人Hauks bee发现,把一根带电的 圆管靠近脸部,能感觉到微弱的吹风感, 现在一般认为他是最早直接观察到离 子风的人[9,10].此后两个世纪中,包括 Faraday和Maxwell在内的许多学者都 曾研究过这一现象.但直到1899 年,Chattock才第一个对离子风进行了 分析,他用最简单的平行板式电晕放电 装置,得到了离子风压力和电流的简单 关系,但对这一定量关系没有深入地加 以讨论.随后,以放电现象近代开拓者 Loeb为代表的学者才开始从严格的理 论研究着手探索产生离子风的内在机 在研究离子风的过程中,人们无 意间发现电晕放电能除去空气中的粉 尘或其他物质 [3,11] ,这种离子射流对除 尘通道中的含尘气流流动会产生 强烈的扰动,形成所谓的二次流动 (secondaryflow),它将导致净化效率的 恶化[5-7].因此,从20世纪60年代后期 起,许多研究者就一直对这一现象进行 实验和理论研究,希望了解离子风的产 生机制,并试图控制这一过程对超细粒 子分离与捕集的影响.本文将回顾这些 研究的历史和主要结果,并着重对离子 风在空气净化研究中存在的问题加以 分析和讨论. .1824年,Hohlfeld 在利用线-板式放电装置模拟雷电 时发现,把放电装置 放入充满烟气的瓶中,随着火花放 电的发生,烟气消失了,表明放电能净化 烟气.1850年,Guitard在线-管式装置上 重复了Hohlfeld的实验,香烟烟雾得到 了清除,但这一次却是电晕放电的作 用.不幸的是,电晕放电可能产生的对 烟气的净化作用在当时没有被认识到, 而Faraday和Maxwell等人对离子风机 理的研究与实用的电晕现象也始终没 有发生联系[8,9]. 大约在Guitard实验完成30年 后,Lodge提出用静电效应处理污染空 气的方法,比如用静电作用除去室内或 隧道中的烟气,以改善卫生和大气条件 [9,11].并认为, 二、电晕、离子风与烟雾净化 1672年,真空泵发明者Guericke 利用一个自制的摩