Алгоритм расчета аэроионизатора с коронирующими электродами

1. Определяют требуемое среднее значение концентрации п_л, 1/см³,
легких отрицательных ионов внутри помещения, учитывая рекомен­
дации, приведенные в таблице 20.1.

2.Находят удельную (на единицу внутреннего объема помещения)
силу тока, мкА/м³, коронного разряда по приближенной формуле
Н. М. Багирова

I_v = 0,44 • 10-¹²n .

3. Определяют общую силу тока, А, всех коронирующих электро­-
дов в данном помещении

I = I_vV_n10 ⁶,

где V_n — внутренний объем помещения, м³.

4. Рассчитывают удельную (на единицу длины коронирующего
электрода) силу тока, А/м, короны

h = I/(nl),

где n - число коронирующих электродов;l - длина коронирующего электрода разрядного устройства, м.

5. Решая уравнения, определяют напряжение U, которое
необходимо подать на коронирующие электроды, чтобы получить
требуемое значение тока короны.

Важно обеспечить стабильность коронного разряда, так как при отклонениях напряжения питания, близкого к напряжению, при котором возникает искровой разряд, до 5 % колебание ионного потока может достигнуть 600 %. Чтобы стабилизировать разряд, последова­тельно с разрядным устройством включают резистор.

Широко применяют электрические ионизаторы - озонаторы -

при очистке и обеззараживании воды, сушке сырья, в микробиологи­ческой промышленности. Отечественная промышленность выпускает однофазные ОП-121 и трехфазные ОП-31, ОПТ-510 трубчатые озо­наторы.

Для контроля концентрации аэроионов используют счетчики САИ-ТГУ-70, Т-6914, АСИ-1 и др. аспирационного типа. Воздух прого­няют вентилятором через конденсатор, к обкладкам которого прило­жено постоянное напряжение. Ионы притягиваются к собирающей обкладке, имеющей потенциал, противоположный заряду ионов. Сила тока в ее цепи пропорциональна концентрации ионов.

УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОАЭРОЗОЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Аэрозольные системы состоят из твердых или жидких частиц размером примерно от 1 нм до долей миллиметра, взвешенных в газообразной среде.

При переводе веществ и материалов в аэрозольное состояние площадь их поверхности в расчете на единицу массы значительно увеличивается. Поэтому аэрозоли обладают высокой физико-хими­ческой активностью.

В сельском хозяйстве аэрозоли используют для борьбы с вредите­лями и болезнями культурных растений (обработка ядохимикатами растений и семян), дезинфекции и дезинсекции помещений, профилак­тики и лечения животных и птиц, покраски изделий при ремонте и др.

Для электроаэрдозольной обработки предназначены аэрозольные генераторы, состоящие из распылителя с зарядным устройством и источника высокого напряжения. В таких генераторах применяют в основном три способа зарядки аэрозольных частиц: ионную, зарядку на электроде в электрическом поле и индукционную.

В генераторах с ионной зарядкой струя аэрозоля, созданная обычным распылителем, проходит через зарядное устройство с унипо­лярным коронным разрядом.

Существуют и дисковые центробежные электрораспылители, обеспечивающие высокую дисперсность частиц, что особенно важно при внесении ядохимикатов и лекарственных препаратов.

Рис.1. Распылитель РПУ-10 с контактной зарядкой частиц:

1 - сменные рассекатели; 2 - корпус распылителя; 3 — канал; 4 — диэлектрический конус; 5 — трубка; 6 — перфорированный электрод; 7 и 8 — штуцера подачи чистого воздуха и пылегазовой смеси; 9 — игла;

10 — ограничительный резистор; И — блок умножения и вы­прямления напряжения; 12 — разъем; 13 — трансформатор

Зарядка частиц на электроде в электрическом поле происходит одновременно с образованием аэрозоля и в том же пространстве. Например, в распылителе РПУ-10 (рис.1) частицы получают заряд при контактировании пылегазовой смеси с электродом 6; подачу смеси регулируют рассекателем 1 и иглой 9.

Рис.2. Форсунка для зарядки и распыления пестицидов индукционным методом:

1 – электрод, на котором весь потенциал; 2 – контактный стержень;

3 – форсунка; 4 и 5 -каналы для пестицидов и воздуха.

В форсунке индукционная зарядка происходит, когда смесь проходит через электрод 1. Воздух и пести­циды подают по каналам 5 и 4.

Области применения аэрозольной техники.

Осаждение аэрозолей ядохимикатов на растения обычными мето­дами малоэффективно, и полезное использование веществ не превышает 20...30 %. Качество обработки невысокое, остаются не обработан­ными поверхности листьев, обращенные к земле, и т. п.

Принцип осаждения в электрическом поле состоит в том, что частицы аэрозоля, подаваемого через распылитель, получают заряд. Двигаясь в электрическом поле, возникающем между электродом-распылителем и растениями, имеющими потенциал Земли, частицы с униполярным зарядом взаимно отталкиваются. В результате происхо­дит электрическое рассеяние, облако золя увеличивается и равномер­но покрывает растения. Так как силовые линии наиболее сгущены около предметов, выступающих над землей, эффективность осаждения повышается. В результате потери вещества снижаются на 20...30 % и качество обработки улучшается. Вследствие рассеяния и действия зеркальных сил количество ядохимикатов, осажденных на нижней стороне растений, возрастает в 5...20 раз. Так как Земля имеет отрица­тельный потенциал относительно окружающего пространства, элект­род распылителя чаще подключают к положительному полюсу источ­ника высокого напряжения. Достаточно эффективного осаждения достигают при напряжении поля 1...35 кВ и потребляемой мощностиоколо 50 кВт.

При покраске изделий распылением сжатым воздухом теряется до 50 % краски, а в электрическом поле потери не превышают 10 %, причем качество обработки существенно повышается.

Наиболее распространены электромеханические и пневматические распылители. Электромеханические центробежные распылители выполняют в виде дисков, чаш или грибков, которые приводят во вращение с частотой 15...25 с"¹ (900...15 000 мин"¹) с помощью элект­родвигателей либо пневматических. Такой распылитель представляет собой электрод отрицательной полярности с высоким потенциалом. Частицы краски заряжают контактным способом и распыляют под действием сил центробежной и отталкивания одноименных зарядов (распылителя и частицы). На коронирующие электроды подают отри­цательный потенциал 80... 140 кВ, а обрабатываемое изделие зазем­ляют. Попадая в электрическое поле, частицы краски приобретают отрицательный заряд и движутся вдоль линий поля к заземленному изделию.