Влияние физических характеристик воздушного потока на вольтамперную характеристику проточного электроозонатора

В связи с тем, что разрабатываемые электроозонаторные установки [1, 2], могут быть применены в проточных системах вентиляции производственных помещений, необходимо рассмотреть вопрос о влиянии скорости воздушных потоков на их вольтамперные характеристики. В нашем случае воздушный поток направлен перпендикулярно разрядному промежутку электроозо-наторной установки (рис. 1).

Рис. 1. Схема обдува воздушным потоком разрядного промежутка проточного озонатора: 1 - воздуховод; 2 - изолятор; 3 - электрод с коронирующими иглами;

4 - приемный электрод

В работе [3] приведена формула вольтамперной характеристики для коро-

1_к =1,4-10"¹

где I _к - ток короны, мА;

Р_й - давление, равное одной атмосфере;

Р - существующее давление;

и - скорость воздушного потока, м/с;

U_tt - начальное напряжение разряда, кВ;

//-текущее напряжение разряда, кВ.

Из этого выражения не ясно, какая же часть заряда выносится воздушным потоком из разрядного промежутка. В связи с этим нами была предпринята попытка теоретически проанализировать влияние скорости воздушного потока на вольтамперную характеристику разряда. При наличии нирующего острия, помещенного в аэродинамическую трубу,

Гр \0-5

■ V ^Ди-U₀Y            (1)

воздушного потока ток разряда будет равен:

I_P "I»               (2)

где / -ток разряда при наличии воздушного потока, мА;

1₀ - ток разряда в отсутствие воздушного потока, мА;

I _н - ток, обусловленный зарядом, уносимым потоком, мА.

Ток в отсутствие воздушного потока для отрицательной короны в работе [4] предлагается определить следующим выражением:

lg/₀ = 2,251g (/ + 0,0181gZ-0,0351ga-0,0251g с/-0,999 ,    (3)

где/,, -ток в микроамперах;

U - напряжение на электродах, кВ;

L - межэлектродное расстояние, мм; а - угол острия;

d - диаметр острия, мм.

Ток разряда с учетом наличия воздушного потока, определяется следующим выражением:

1g / _/? = 2,25 lg U + 0,018 lg L - 0,0351g а - 0,025 lg d - 0,1141g и - 0,999, (4)

где и - скорость воздушного потока, м/с.

Экспериментальные исследования проводились при изменении скорости воздушного потока от 0 до 13,5 м/с через каждые 2,0 м/с (рис. 2). Анализ этих графических зависимостей показывает, что для отрицательной короны влияние воздушного потока на вольтамперную характеристику начинает сказываться только при скорости воздушного потока и =13,0 м/с, но с увеличением напряжения на электродах это влияние значительно уменьшается, те. в поперечной составляющей движения заряда будет больше продольных составляющих.

Аппроксимация вольтамперных характеристик (I, 2) для отрицательной короны выражениями (3) и (4) показала, что при напряжении ниже U = 8,0 кВ ошибка составляет 16.. .20%. При повышении напряжения ошибка составляет 2...5%.

Что касается вольтамперной характеристики (3, 4) положительной короны, то воздушный поток при исследуемых скоростях не оказывает существенного влияния на эту характеристику.

На основании теоретических предположений и результатов экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы:

• -    влияние воздушного потока на вольтамперную характеристику разряда заметно проявляется при скоростях воздушного потока больше 10 м/с;

• -    при увеличении напряжения разряда выше 8 кВ это влияние значительно уменьшается;

• -    воздушный поток при исследуемых скоростях не оказывает существенного влияния на вольтамперную характеристику положительной короны.

  
  
  

  ■ 1 - v=0 м/с;

  
  

• • 2 -v=13,5m/c;   ^^3 + v=0 м/с; ^^4 + v=13,5m/c

Рис. 2. Зависимость ВАХ разряда от скорости воздушного потока для отрицательной короны 1, 2 и для положительной короны 3, 4