Способ определения эффективности работы аппаратов электронно-ионной технологии в условиях обратного коронного разряда

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 394170 9) И 1) 4 С О 1 К 29/ ОПИСАНИ РЕТЕНИЯ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ А 8 ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский энергетический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 741200, кл. С 01 К 29/24, 1980.Патент США У 4435681,кл. С 01 К 29/24, 1984.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ АППАРАТОВ ЭЛЕКТРОННО-ИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ В УСЛОВИЯХ ОБРАТНОГОКОРОННОГО РАЗРЯДА(57) Изобретение относится в областиэлектронно-ионной технологии и можетбыть использовано при выборе опти-.мального рабочего режима аппаратовэлектрогазоочистки, электросепараторов, устройств электростатическогонапыления порошкообразных материалови в электрофильтрах. Изобретение упрощает и повышает достоверность прогнозирования эффективности работы, что достигается путем уменьшения погрешности измерения электрических характеристик поля. Предложенный способ понижает трудоемкость зондовых измерений и повьппает точность измерений в результате устранения влияния области, в которую не попадают ионы основной короны. Устройство, реализующее способ, содержит зонд 1, разделенный на секции 2 и 3. Зонд помещают в промежуток между коронирующим 4 и осадительным 5 электродами. На чертеже также показаны блок 6 коммутации и измерения токов, регулируемый источник 7 высокого напряжения, Е киловольтметр 8. Осадительный электрод 5 покрыт высокоомным порошковым слоем. На участке поверхности слоя С 9, расположенном под зондом 1, находится область "тени" 10, в которую не попадают ионы основной короны. 1 з.п. ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к областиэлектронно-ионной технологии, а именно к способам определения эффектив"ности работы аппаратов электронноионной технологии в условиях существования обратного коронного разряда,и может быть использовано при выбореоптимального рабочего режима .работыаппаратов электрогазоочистки, элект Оросепараторов и устройств электростатического напыления порошкообразных материалов, в электрофильтрах.Целью изобретения является упрощение и повышение достоверности.прогнозирования эффективности работыпутем уменьшения погрешности измере-.ния электрических характеристик поля и снижение трудоемкости зондовыхизмерений, а также повьшение точнос Оти измерений путем устранения влия"ния области, в которую не попадаютйоны основной короны,На фиг, 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего 25способ; на фиг. 2 - вольт-амперныехарактеристики зонда при униполярномЧ и биполярномкоронном разряде,Устройство содержит зонд 1, разделенный на секции 2 и 3. Зонд 1 помещают в промежуток между электрода: ми коронирующим 4 и осадительным 5.Секции 2 и 3 зонда 1 соединены изолированными заэкранированными проводами с блоком 6 коммутации и измерениятоков, который в свою очередь соединен с регулируемым источником 7 высокого напряжения. Параллельно источнику 7 включен киловольтметр 8. 40Осадительный электрод 5 покрыт высокоомным порошковым слоем 9, На участке поверхности слоя 9, расположенном под зондом 1, находится область10 "тени", в которую не попадают ионы 45основной короны.Устройство работает следующим образом,До начала измерений выбирают оптимальное с точки зрения устранениявлияния "теневого" эффекта место ус.тановки зонда. Для этого измеряютскорость пылегазового потока в междуэлектродном промежутке, образованномэлектродами 4 и 5 устанавливают зондУ551 на расстоянии Ь от осадительногоэлектрода 5, регулируют потенциалзонда с помощью источника 7 высокогонапряжения, измеряют токи зонда при различных значениях потенциала на нем и строят вольт-амперную характеристику зонда при униполярном коронном разряде (фиг. 2, кривая 11). По пересечению продолжения прямолинейного участка характеристики 11 с осью абсцисс определяют значение потенциала поля П, до возникновения обратного коронного разряда.Проверяют возможность устранения "теневого" эффекта в данной точке расположения зонда по формуле+ионов (в поле коронного разряда К обычно принимают1,6 10 м В с).;1 - размер зонда в направленииэтехнологического потокагаза;Ч - скорость технологическогопотока газа;П ф П + 0 1 к По) - максимальное значение потенциалаЪзонда в процессе эксперимента",Б - потенциал коронирующегокоэлектрода;По - потенциал поля в месте расположения зонда.В случае невыполнения условия (1)зонд необходимо удалить от осадитель-.ного электрода 5.Такое расположение зонда в междуэлектродном промежутке обеспечивает11максимальное снижение "теневого эффекта на результаты зондовых измерений, сущность которого заключаетсяв том, что на участке высокоомногослоя под зондом существует область,в которую не попадают ионы основнойкороны (эта область названа областью"тени"), в результате чего обратнаякорона на этом участке не возникаетили имеет существенно меньшую интенсивность, чем вне этой области, чтоискажает результаты измерений,Устранить влияние "тени" можно при наличии в междуэлектродном промежутке газового потока размещением зонда нарасстоянии, достаточном для того, чтобы ионы, возникшие в результате действия обратного коронного разряда вне области "тени", успели(2)токи отдельных секций зонда, определяемые по его вольт-амперным характерис тикам;коэффициент тока зонда, определяемый формой и геометрическими размерами зонда:для сферического зонда К - 553/- а 2для цилиндрического зонда К=4 а 1;радиус сферы или цилиндра; сместиться до поверхности зонда за время их дрейфа в электрическом поле.Устанавливают зонд 1 в выбранной таким образом оптимальной точке меж 5 дуэлектродного промежутка. Определяют геометрическую емкость зонда 1 относительно заземленного коронирующего 4 и осадительного 5 электродов.Это может быть сделано, например, пу О тем подачи на электроды 4 и 5 синусоидального напряжения. высокой частоты и измерения емкостного тока зонда.Подают напряжение на коронирующий электрод 4 и пускают поток пылегазо вой смеси в междуэлектродный промежуток. Подают напряжение на зонд 1, измеряют токи всего зонда 1 и отдельных его секций 2 и 3 при различных значениях потенциала, Появление ветви зон давай характеристики, знак которой противоположен знаку основной короны, свидетельствует о появлении обратного коронного разряда. По измеренным значениям токов при различных потенциа лах зонда строят вальт-амперные характеристики всего зонда (фиг. 2, кривая 12) и отдельных его секций (фиг.2, кривая 13). Затем по вольт-амперной характеристике 11 определяют потен- Зо циал поля в точке расположения зонда при обратном коронном разряде, для чего строят продолжение линейных уи- стков этой характеристики до пересечения с осью абцисс, точка пересечения 0 соответствует потенциалу поля. По характеристикам 13 и 14 определяют токи отдельных секций зонда(фиг. 2, 1+ и 1 соответственно) при потенциале зонда, равном потенциалу 4 О поля.1Рассчитывают плотности тока положительных и отрицательных ионов из выражения 1 - длина рабочей части цилиндрическогд зонда.Коэффициент К может быть определен .также экспер 3 ментально для любой формы и размеров зонда. Установлено, что по величине углов наклона линейных участков зондовой характеристики 12 М+ и о (фиг, 2), а также по величине предварительно определенной геометрической емкости зонда С можно определить напряженность поля в заданной точке из выраженияС 1+ ,ХЕ = (- -- Л ) (3)2 Я сны суМгде с - диэлектрическая проницаемость.1 и 1, - определяются из выраже"ния (2) .Для расчета степени снижения эффективности работы аппарата электронно-ионной технологии при наличии обратного коронного разряда справедливо выражение1 - (я+И )( 1)г +Е, 1 + (,Х+Д )цгде Е, - напряженность поля в даннойточке до возникновения об. ратного коронного разряда.Таким образам, предлагаемый способ позволяет определить эффективность работы аппарата электронно-ионной технологии по измерению, производимому в одной точке междуэлектродного промежутка, в то время как известный способ требует производить измерения в двух и более точках, а следовательно, является трудоемким.Кроме того, в предлагаемом способе отпадает необходимость производить дифференцирование потенциала При расчете напряженности поля, а выбор оптимальной точки. расположения зонда в междуэлектродном промежутке сводит к минимуму погрешность от теневого эффекта.Формула изобретения1, Способ определения эффективности работы аппаратов электронно-ионной технологии в условиях обратного коронного разряда, состоящий в том, что с помощью установки в технологическом потоке пылегазовой смеси между коронирующим и заземленным осади- тельным электродом секционированногозонда измеряют токи на каждой из секзонда при различных значениях отенциала на нем, определяют эффекживность на основании полученных вольт-амперных характеристик, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения достоверости прогнозирования эффективности аботы путем уменьшения погрешности змерения электрических характерисик поля и снижения трудоемкости. зоновых измерений, измеряют общий ток онда при различных значениях потениала, а эффективность работы опрееляют по степени ее снижения за счет озникновения обратного коронного азряда из выраженияк, 1 - (д /д )"( 2)220к, 1+ (д,/д )"где д - плотность тока положительныхи отрицательных ионов, определяемая из выражения1 т 25+где 1 - токи отдельных секций зонда,определяемые по его вольтамперным характеристикам,К - коэффициент тока зонда, определяемый его формой и геометрическими размерами;Е, - напряженность электрическогополя места расположения зонда до возникновения обратнойкороны,35Е - напряженность электрическогополя в месте расположениязонда после возникновенияобратной короны определяемойиэ выражения эд дЕ Г ( +2 Е ск+ сны ф где К -подвижность положительныхионов (в поле коронного разряда К обычно принимают1,6 10 м/В с);размер зонда в направлениитехнологического потока газа;скорость технологическогопотока газа;максимальное значение потенциала зонда в процессеэксперимента.Маркс где.С - величина геометрическойГемкости зонда;ср Ы, - тангенсы углов наклона линейных участков общейвольт-амперной характеристики зондаЕ - диэлектрическая проницаемость,2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, определяют скорость потока пылегазовой смеси, потенциалы поля в точках предполагаемой установки зонда и по измеренным значениям потенциала и скорости определяют высоту зонда над осадительным электро- дом1394170 Е. Кущ дюков Со ставител Техред Л. ктор С Черни е д. 4/5 редприятие дактор Л.Лангазо; Заказ 2218/43 Т ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Жроизводственно-полиграфиче аж 772 Нодпиого комитета СССРий и открытийаушская наб ородул. Проектная