Электрофизические процессы при обратном коронном разряде

6 октября 2010 - Администратор
 
Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии и геоэкологии - 2010
 
 
Н.К. Веремьев, К.Н. Веремьев, Я.А. Фофанов, В.Г. Шеманин,
С.Е. Баранов, В.И. Сикорский
 
(Новороссийск, Санкт-Петербург)
 
Эффективность процесса очистки газа от взвешенных частиц в значительной степени зависит от режима электропитания [1]. Осаждение в поле отрицательного коронного разряда частиц, обладающих высоким удельным электрическим сопротивлением, приводит к образованию на некоронирующем положительном электроде слабопроводящего слоя. Слабая проводимость вещества, образующего слой, является причиной накопления на поверхности и в толще последнего отрицательного заряда. Электрические явления, происходящие в слое, и их влияние на процесс осаждения частиц аэрозоля в значительной степени зависит от структуры и механической прочности слоя. Если изолирующий слой монолитен, накопление заряда и повышение потенциала на поверхности слоя вызывает последовательное уменьшение тока коронного разряда, которое продолжается до тех пор, пока последний не уравняется с током активной проводимости осевшего слоя. Этот процесс аналогичен зарядке плоского конденсатора, однако, в отличие от конденсатора, поверхность слоя неравно потенциальна и поле внутри слоя неравномерно. Падение напряжения на слое, вычитаясь из напряжения источника питания, повышает потенциал осадительного пространства. Наибольшее увеличение потенциала наблюдается у коронирующего электрода, где происходит относительное возрастание напряженности электрического поля, в средней части разрядного промежутка градиент потенциала отличается от потенциала, имеющего место при чистом некоронирующем электроде. Неравномерность поля внутри слоя также увеличивается, неоднородным распределением заряда по поверхности слоя. При достижении критической величины потенциала в осевшем слое, в газовых микро-каналах создаются условия для ударной ионизации, и образования электронных лавин. Возникают микро пробои слоя, сопровождающиеся выбросом в межэлектродное пространство положительных ионов. Это явление носит название «Обратной короны». Обратная корона резко снижает эффективность работы электрофильтра, вследствие перезарядки частиц осаждаемого аэрозоля потоком положительных ионов и снижения градиента потенциала в межэлектродном пространстве. Средний потенциал поверхности слоя при обратной короне независимо от величины напряжения источника питания остается равным критическому потенциалу зажигания обратной короны. Его уровень определяется условиями возникновения критического градиента в устьях микро каналов на поверхности слоя и в значительной степени зависит от толщины и структуры последнего. Под воздействием развивающихся в канале температуры и давления сечение канала увеличивается. Вследствие быстрого разрушения структуры слоя, обратный коронный разряд является неустойчивым явлением. Обратная корона является разрядом с положительного острия и для устойчивого существования нуждается в непрерывном потоке электронов для генерации электронных лавин.
В условиях обратной короны в значительной степени понижается пробивное напряжение разрядного промежутка. Область в устье канала разряда, которая характеризуется высокими плотностями встречных потоков положительных и отрицательных ионов, значительными интенсивностями процессов ионизации и рекомбинации, является источником положительных стримеров, развивающихся в направлении отрицательного электрода, что и облегчает развитие пробоя.
Во внешней электрической цепи электрофильтра обратная корона проявляется в значительном увеличении тока, снижении напряжения, возникновении искровых и дуговых разрядов, а также деформации вольтамперной характеристики фильтра.
Сопротивление пыли, которая улавливается электродами, может изменяться в очень широких пределах, что в свою очередь существенно влияет на процесс улавливания пыли.
Явление обратного коронного разряда возникает при очистки газов от пыли с удельным объемным сопротивлением ρv ≥ 108 Ом*м. Эта пыль наиболее трудно улавливается из-за возникновения обратной короны [2, 3]. Частицы, осевшие на осадительный электрод, долго сохраняют свой заряд из-за высокого сопротивления частиц пыли. Заряды, содержащиеся в слое, определяют распределение напряженности электрического поля в слое.
Для исследования возникновения обратного коронного разряда и параметров, определяющих интенсивность этого разряда были выполнены эксперименты, которые показали:.
-обратный коронный разряд возникает при очистки пылегазового потока от пыли имеющей высокое удельное электрическое сопротивление;
-интенсивность обратного коронного разряда зависит от физико-химических свойств пыли.
При обратном коронном разряде в межэлектродном пространстве присутствуют ионы обеих знаков. Причем количественное соотношение этих ионов зависит от интенсивности обратного коронного разряда.
При интенсивном обратном коронном разряде частицы пыли не имеют преобладающий заряд, и практически не происходит очистка газов.
Для увеличение степени очистки газов необходимо снижать мощность обратного коронного разряда. А это возможно двумя способами: изменяя форму волны питающего напряжения или через- периодное питание, импульсное питание, знакопеременное питание;
Кондиционирование отходящих газов, при котором снижается удельное электрическое сопротивление частиц пыли.
 
1 Веремьев Н.К., Веремьев К.Н., Шеманин В.Г., Фофанов Я.А. // Труды ОМИП — 2005, Москва, С. 154
2 К.Н. Веремьев, Н.К. Веремьев, В.Г. Шеманин, Ю.Л. Юров // В Сб. Физика экстремальных состояний вещества – 2002. Черноголовка. 2002. С. 123
3 Высоковольтные электротехнологии // Под ред. И.П. Верещагина. М., МЭИ 1999. 324 с.
Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!


© ООО НПФ «АВТЭК» 2001-2017

Ваши вопросы и предложения мы будем рады услышать по адресу: info@avtec.ru
353905, Новороссийск, а/я 1, ООО НПФ "АВТЭК" Тел\факс (8617) 79-58-48

Developed by Webstyling.ru
Яндекс цитирования