VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Принцип действия электрофильтра основан на явлении коронного разряда. Коронным разрядом называют один из видов электрического разряда в воздухе, возникающий в резко неоднородном поле, когда радиус кривизны одного или обоих электродов намного меньше межэлектродного расстояния [1,2,3,4]. В природе коронный разряд может возникать на верхушках деревьев и мачтах и имеет название «Огни святого Эльма».  

Различают корону постоянного и переменного тока. Корона постоянного тока бывает биполярной и униполярной. При биполярной короне коронируют оба электрода. Униполярная корона возникает в том случае, когда коронирует только один из двух электродов. Этот электрод, имеющий малый радиус кривизны, называется коронирующим, а второй — не коронирующим (осадительным). Униполярная корона может быть положительной и отрицательной. Если на коронирующий электрод подается положительный потенциал, корона называется положительной, при отрицательном потенциале - отрицательной.

Проходя по трубе газы ионизируются, ионы и электроны сталкиваются с частицами пыли и передают им свой заряд. Наибольшая интенсивность электрического поля создается у коронирующего электрода с меньшей, чем у осадительного электрода поверхностью. Большинство частиц заряжается отрицательно и устремляется к стенкам трубы. Часть частиц, заряженных положительно, движется к коронирующему электроду. На электродах частицы теряют заряд и оседают. Осадительные электроды через определенный промежуток времени встряхивают, пыль падает на дно бункера и затем удаляется из фильтра. Большое влияние на процесс осаждения пыли на электродах имеет электрическое сопротивление слоев пыли. По величине электрического сопротивления пыль делят на [1].:

1. пыли с малым удельным электрическим сопротивлением , которые при соприкосновении с электродом мгновенно теряют свой заряд и приобретают заряд, соответствующий знаку электрода, после чего между электродом и частицей возникает сила отталкивания, стремящаяся вернуть частицу в газовый поток. Противодействует этой силе только сила адгезии и, если она оказывается недостаточной, то резко снижается эффективность процесса очистки;

2. пыли с удельным электрическим сопротивлением от 10⁴ до 10¹⁰ хорошо осаждаются на электродах и легко удаляются из него при встряхивании;

3. пыли с удельным электрическим сопротивлением более 10¹⁰ труднее всего улавливаются в электрофильтрах, так как на электродах частицы разряжаются медленно, что в значительной степени препятствует осаждению новых частиц.

При напряжении выше допустимого или при увеличении по каким-либо причинам электропроводности газов, поступающих в электрофильтр, коронный разряд переходит в искровой разряд, а при достаточной мощности источника и в дуговой. Для предотвращения пробоя электрофильтра можно использовать увлажнитель воздуха. В неоднородных полях с увеличением влажности воздуха пробивное напряжение U_пр возрастает. Это можно объяснить повышенной способностью молекул воды захватывать свободные электроны и превращаться в малоподвижные отрицательные ионы. В результате число ионизирующих электронов в межэлектродном пространстве уменьшается. Поэтому разрядное напряжение возрастает [2,3].

Напряженность коронного разряда определяют по эмпирической формуле Пика:

,

где p - атмосферное давление, Па; Т – температура воздуха, К

Зависимость напряжения пробоя воздушного (газового) пространства от давления проанализирована на примере элегазового выключателя (рисунок 1).

Рисунок 1 - Зависимость напряжения пробоя от давления

При увеличении давления напряжение пробоя увеличивается. Из анализа аналитических и графических зависимостей напряжения пробоя элегазового выключателя следует, что при проектировании моделей электрофильтров следует обращать внимание на параметры очищаемого воздуха: температуру, давление, влажность и химический состав взвешенных в воздухе частиц. Эти параметры влияют на безопасный режим работы фильтра, понижая или повышая напряжение пробоя [9]. Для обеспечения безопасного режима работы целесообразно использовать в аппаратурно-технологических системах производства дополнительных фильтров и увлажнителей воздуха [5,6,7,9].

Введение в схемы таких дополнительных технических решений способствует изменению параметров воздуха до заданных условиями безопасности значений [8,9].

Литература

1. Беззубцева М.М. Электротехнологии и электротехнологические установки в АПК. – СПб, СПбГАУ, 2012. – 224с.

2. Беззубцева М.М., Волков В.С.Внедрение инновационных электротехнологий в программу обучения бакалавров-агроинженеров // Международный журнал экспериментального образования. -2015. -№ 3-1. С. 45-46.

3. Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В., Обухов К.Н. Инновационные электротехнологии в АПК. – СПб, СПбГАУ, 2012. – 212с.

4. Беззубцева М.М., Пиркин А.Г., Гулин С.В. Менеджмент и инжиниринг в энергетической сфере агропромышленного комплекса // Международный журнал экспериментального образования. -2015. - №12 (часть 1). C. 89-90.

5. Беззубцева М.М., Пиркин А.Г., Фокин С.А.Обоснование критерия оценки производственной энергетической безопасности предприятий АПК // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2010. -№ 19. С. 299-302.

6. Беззубцева М.М., Волков В.С.Практикум по технологическим расчетам процессов переработки сельскохозяйственного сырья (учебное пособие)// Международный журнал экспериментального образования.-2015. -№ 2-1. С. 67-68.

7. Беззубцева М.М., Волков В.С. Индикаторы энергетической безопасности сельских территорий. В сборнике: Глобализация и развитие агропромышленного комплекса России сборник научных трудов международной научно-практической конференции, посвященной 110-летию Санкт-Петербургскому государственному аграрному университету. Министерство сельского хозяйства РФ, Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, главный редактор В. А. Ефимов. 2014. С. 73-75.

8. Беззубцева М.М., Волков В.С., Обухов К.Н. Инжиниринг энерготехнологических процессов в АПК //Международный журнал экспериментального образования. - 2015.- № 5-2. С. 220.

9. Федеральный интитут промышленной собственности [Электронный ресурс] :URL: http://www1.fips.ru (дата обращения: 10.11.2015).

Код для цитирования: Скопировать