CC BY
242,42 раза, а величина деформации на 16%, т.е. на каждую единицу повышения твердости стали 40Х величина деформации уменьшается на 2,4 % и 0,52 % для «стали 45».
При наличии ребер жесткости у деталей, работающих на изгиб, каждый мм2 площади поперечного сечения ребра снижает площадь петли гистерезиса, в 1,35 раза.
Металлографический анализ показал что точки перелома кривых энергозатрат, вычисленных через площадь петель гистерезиса соответствуют началу появления микротрещин.
На основе экспериментальных исследований установлено [2], что обеспечение заданной вероятности неразрушения материала до определенного предела наработки возможно за счет термической обработки после циклического нагружения изготавливаемых деталей до появления микротрещин. При этом скорость роста микротрещин в материале снижается на 15-18%. Установлено изменение роста остаточной энергии при
деформации стали 45, когда материал подвергался термической обработке до циклического нагружения и после появления микротрещин. При дальнейшем циклическом нагружении петля гистерезиса уменьшается до чины, потом начинается рост площади скорости роста микротрещин обеспечивает более длительный срок эксплуатации дешевого материала в конструкциях машин.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бутягин П.Ю. Кинетика и энергетический баланс в механо-химических превращениях / П.Ю. Бутягин, А.Н. Стрелецкий // Физика твердого тела. - 2005. Т. 47. - Вып. 5.
2. А.с. №1364955 СССР МКИ G01 N3/32. Способ определения усталостного повреждения материала // И.Ф.Дьяков, Г.З. Стильбанс. - № 3849119; заявл. 21.01.85; опубл. 8.09.87. Бюл. № 1.
3. Патент на изобретение G01M 13/02(2006.01) № RU 2284495 C2. Устройство для испытания валов на стадии изготовления // И.Ф. Дьяков, Р.М. Садриев, А.М. Аманкулов; заявл. 03.12.04; опубл. 27.09.06. Бюл. № 27.
Потапенко А.Н., канд. техн. наук, профессор Колтунов Л.И., руководитель БелЦНИТа при БГТУ им. В. Г. Шухова Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРОЦЕССОВ ФИЛЬТРАЦИИ И ОСОБЕННОСТИ ИХ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Введение. Электрофильтры для очистки запыленных газов, аспирационного воздуха в промышленности строительных материалов, в черной металлургии и в других отраслях применяются, как правило, в виде однозонных [1-3]. Для очистки воздуха в системах кондиционирования и вентиляции в основном используются двухзонные электрофильтры [4-6]. В СССР основное развитие получили промышленные однозонные электрофильтры для очистки запыленных газов. Что касается двухзонных электрофильтров, то в России они стали широко применяться с 80-х гг. прошлого столетия после появления на нашем рынке электрических фильтров фирмы «Plymoth» (Швеция) [7], предназначенных для очистки воздуха от сварочных, масляных и других высокодисперсных аэрозолей. Затем, с конца 80-х гг. ХХ в., после объединения таких фирм как «Plymoth» и «Celsius Vent» появляется фирма «PlymoVent» с продукцией в виде автономных воздухо очистителей и обо -рудования фильтровентиляционного назначения для обеспечения чистой воздушной среды в рабочих зонах с возможностью существенного снижения энергозатрат на процессы, связанные с вентиляцией. Среди оте-
чественных поставщиков электрических фильтров двухзонного типа можно отметить совместную со Швецией фирму «СовПлим» (Санкт-Петербург), ООО «Эл-стат» (Москва) [6], НПП «Экоюрус-Венто» (Санкт-Петербург) [8] и другие, причем электрофильтры этого типа [9] также используются для очистки приточного воздуха в помещениях административных зданий, в системах рециркуляции воздуха и в вытяжных вентиляционных системах в помещениях зданий и др. Следует отметить, что в СССР основные особенности электрофильтров этого типа для очистки воздуха в системах вентиляции были описаны еще в 60-е гг. ХХ в. в монографии [10], но в серийное производство они так и не пошли.
Относительно систем вентиляции и кондиционирования следует отметить, что для них характерно применение фильтров различной эффективности и сопротивления. В современных системах вентиляции и в автономных воздухоочистителях значительное развитие получили электростатические способы очистки воздуха [5], причем при совмещении электрических способов очистки с другими типами фильтров добиваются
высокой эффективности без значительного увеличения расхода энергии. В настоящее время как в административных, так и в жилых помещениях, шир око применяются автономные воздухоочистители в основном четырех видов [11]: электростатические заряженные фильтры, двухзонные электростатические фильтры, фильтры типа HEPA и фильтры с фотокатализатором, включающие помимо электростатической ионизации и систему фотокаталитической фильтрации.
Цель работы - выделить основные особенности электростатических устройств для процессов фильтрации, включая автономные воздухоочистители различных типов и двухзонные электрофильтры, и представить особенности математического моделирования и результаты исследований этих устройств.
1.Особенности электростатических устройств для процессов фильтрации. Двухзонный электрофильтр [9] в основном содержит корпус с входным и выходным патрубками с последовательно установленными камерами: ионизационной (КИ1) и осадительной (КО 1). Ионизационная камера состоит из параллельных заземленных пластин (ПЗ1) и коронирующих электродов (ЭК1), расположенных между ПЗ1. Камера КО1 состоит из набора параллельных чередующихся заземленных пластин (ПЗ2) и потенциальных электродов (ЭП1), р асположенных на равном р асстоянии друг от друга. Высокое напряжение на электроды КИ1 подается от источника U1, а на электроды КО1 - от источника U, причем U > U2. Камеры КИ 1 и КО 1 установлены с некоторым зазором Д в направлении потока газа. Расстояние между заземленными пластинами камеры КИ 1 равно L, а их длина по потоку газа равна L1. Для электродов ЭК1 в основном используется тонкая проволока.
Автономные воздухоочистители содержат два блока: вентилирующий и фильтрующий [11], причем во включенном состоянии воздухоочиститель непрерывно фильтрует и ионизирует воздух, а также обеспечивает принудительную циркуляцию воздуха с помощью многоскоростного вентилятора. В современных отечественных разработках автономных воздухоочистителей типа «Супер-Плюс-Эко» [12] вместо вентилирующих и фильтрующих блоков применяется одно электростатическое устройство как для процессов фильтрации, так и для создания потока воздуха через это устройство. В других типах автономных воздухоочистителей, например «Супер-Плюс-Турбо», применяются два вида электростатических устройств: один - для процессов электрической фильтрации запыленного воздуха (в различных м оделях используются р азличные виды кор ониру-ющих электродов), а другой для принудительной циркуляции воздуха.
При этом автономные воздухоочистители [11] в зависимости от конфигур ации комплектуются дополнительными фильтрами для улавливания запахов, а также генератором отрицательных ионов для аэроионизации воздуха.
В процессах электрической фильтрации на специ-
альных электр одах электр о статических устр оиств осаждаются заряженные частицы, получившие заряд в электростатическом поле межэлектродного пространства. При этом коронный разряд возникает в воздухе или аэрозолях при атмосферном давлении за счет неоднородного электростатического поля вблизи коронирующих электродов (например, в виде тонкой проволоки), расположенных между параллельными заземленными пластинами. В электростатических устройствах для фильтрации применяют постоянное напряжение. Униполярная корона возникает при положительном или отрицательном высоковольтном потенциале на корони-рующем электроде, причем во внешней зоне ее движутся заряженные частицы того же знака, что и на ЭК 1. В воздухоочистителях типа «Супер-Плюс-Турбо» корона возникает одновременно на коронирующих электродах высоковольтных потенциалов как положительного, так и отрицательного знаков, но находящихся в различных зонах электростатического устройства, поэтому соответственно во внешних зонах этих корон движутся заряженные частицы тех же знаков. Особенность процессов фильтрации в электростатических устройствах заключается в том, что в них имеются как зоны ионизации для зарядки частиц, так и зоны электростатического осаждения заряженных частиц. Кроме того, в этих устройствах создается принудительная циркуляция воздуха как с помощью вентиляторов [11], так и за счет создания неоднор одных электр остатических полей.
Таким образом, в электростатических устройствах (автономных воздухоочистителях различных типов, двухзонных электрофильтрах и др.) применяются ко-ронирующие электроды, например в виде тонкой проволоки, расположенные между параллельными заземленными пластинами. При выборе рациональных параметров электростатических устройств важное значение приобретает возможность определения поля распределения электрического потенциала в межэлектродном промежутке этих устройств.
2. Постановка задачи. С учетом конструктивных особенностей электростатических устройств типа автономных воздухоочистителей и двухзонных электрофильтров рассмотрим две основные схемы для определения поля распределения электрического потенциала в межэлектродном промежутке этих устройств.
Схемы для моделирования двухзонного электрофильтра и электростатического устройства в воздухоочистителях с учетом симметрии исследуемых задач показаны на рис. 1. Для двухзонных электрофильтров характерно применение проволочных коронирующих электродов (см. рис. 1, а). При этом в электростатических устройствах в качестве коронирующего устройства может использоваться торец плоского электрода (см. рис. 1, б).
Обозначения на рис. 1, а следующие:
• Г-Г - границы исследуемой области двухзонного электрофильтра, причем Г, Г, Г8- граничные поверхности плоских электродов соответственно иони-
зационной и осадительной камер; К - проволочный коронирующий электрод; Г8 - плоский потенциальный электрод;
• В (х,у) - исследуемая область двухзонного электрофильтра.
Г,
Г,1 Г,о В,(Г) к, Г9 Г8 Гб Г7
а
Го, Г02 Гоз Г04 Г05
Г010 Г09 В2(Г) Г08 Г06 Г07
Рис. 1. Схемы для моделирования двухзонного электрофильтра (а)
и электростатического устройства в воздухоочистителях (б)
При моделировании двухзонного электрофильтра учитывается, что к электродам К1 и Г8 соответственно прикладываются высокие потенциалы ^ и а электроды Г2 и Г4 заземлены.
Обозначения на рис. 1, б следующие:
• Г01-Г010 - границы исследуемой области электростатического устройства, причем Г02, Г04, Г08 - граничные поверхности плоских электродов этого устройства; Г08 - плоский потенциальный электрод;
• В (х,у) - исследуемая область электростатического устройства.
При моделировании электростатического устройства учитывается, что к электроду Г8 прикладывается высокий потенциал^, а электроды Г2 и Г4 заземлены.
Приняты следующие допущения:
• исследуются плоскопараллельные электрические поля с учетом симметрии этих объектов и в соответствии с особенностями их конструкций;
• предполагается, что концентрация дисперсной фазы в межэлектродном промежутке исследуемых объектов достаточно мала [13] и ее влиянием на характеристики коронного разряда можно пренебречь [14].
При расчете объектов учитывается подход Дейча-Попкова, основанный на допущении, что при переходе от электростатического поля к полю с объемным зарядом расположение силовых линий поля остается неизменным. Также при вычислениях распределения электростатического поля в области В.(х,у) не определяется плотность тока и соответственно функциональная зависимость между плотностью тока и напряженностью поля.
Для исследуемых плоскопараллельных электростатических полей объектов уравнение Лапласа имеет вид:
2 ф+д
Ф
д х2 д у2
- 0.
(1)
Краевые условия для задачи на рис. 1, а следующие:
• на границах Г1, Г, Г5, Г, Г
ддФ= 0 ;
д п
• на границах Г7, Г^ Г (ось симметрии)
д ф
(2)
д ■= 0 ; дп
на границах Г2, Г4соответственно:
Фг2 = 0 ё фг4 = 0; 1а ё1б11ёборйа1 уёаёоб1аа К1
ФИ = Ф1
1а уёаё6б1аа А8
Фк2 = Ф2
(3)
(4)
(5)
(6)
1а
К1 ё А8 ш16аа6п6ааш
пёааорйёа опё1аёу:
г2Е2Е = КьР г2Е2А = КьА (7)
ааа ё X.., - Ш16аа6п6аа1и Шбппби паШа1Ш
пЪЕ пЪА ^
Уёаё6бё-апё1а1 дабуаа 1а Уёаё6б1ааб К1 ё А8; Е2Е е Е2А -
\ /\ О \ ** \ О Г Г/\ Г \ ..>< .. О Г Г /\ ** \ .. Г.. О /\\><\. О ............
ш16аа6П6ааш 1а1бужашп6и Уёаё6бё-апё1а1 нёу и 11б1аёё ё /'-61-ёа1 Уёаё6бШа К1 ё А8; е2 = е0ег, 1бё-а1 е0 - аёУёаё6бё-апёау 1б11ёоааип6и ааёоо1а; гг п-ё6аа1 баапе 1 (аёу ахдаоба).
Компоненты напряженности поля Ех и Еу определяются в виде
Е - дФ
д х
Е - дФ
(8)
Иаоёи 1а1'бужа111п6ё Нёу IЕ | а 1-е 61-ёа ёппёа-
• • Г О \ Гу Г Гу Г .. \ ** \ \ Гу Г Г О Гу \ \ /\..>£ О •• О •• •• О > ** •• О •• Г \ \ \ \ Гу Г
аоане 1аёап6ё 1аиаё6а 11баааёуа6пу пёааорйё1 1а-бадп:
1Е1. -^[ЁХ
+ Е2
(9)
Плотность электростатической энергии Ж, запасенной в любой зоне межэлектродного пространства исследуемых объектов, можно оценивать по следующей формуле:
W
2е0ег и2 •
(10)
Из условия (7) определяется величина плотности свободного электрического заряда на электродах К1 и Г8 в виде зависимостей:
1 -- -д_ф;
^оЪК 6 2 ^ ;
дп
^оЪА - -62
д ф дп
(11)
1тёа 11баааёа1ёу кяЪ ижи аи-ёпёё6и абоаёа
.. \ ГО Г Г Гу О Г ,, О Гу \ >< \ . О л* /\ > О ..>>С>>0>>С/\ л* > л* > О > Г.. О Гу\><Гу..ГуГу
ёё1ае1иа Уёаё6бё-апёёа 1аба1а6би пёп6а1 Уёаё6б1а1а ёппёааоашб 1аиаё61а 11 а1аё1аёё п [15].
Г
Г
2
4
б
X Г. ~ •• о /\..>СО.. О.. Of>.. Л > /\ Г Гу /\/\,>л*..>>.. .. >£ f л* > О
linea iioaaaeaiey кяь ижи au-eneeou aooaea
.. \ Г О Г Г Гу О Г .. 0/\>>С>.0'»*/\>0 ..>>С>>0>>С/\ л* > л* > О > г .. 0/\>>с/\../\/\
eeiaeiua yeaeooe-aneea íaoaiaoou nenoai yeaeooiaia
enneaaoaiuo láúaeoia íi aiaeiaee n [ 15].
Краевые условия для задачи на рис. 1, б аналогичны предыдущей, но с учетом соответствующих обозначений и границ исследуемой области. Отличие заключается в отсутствии электрода К, и при этом краевое условие (6) имеет следующий вид:
• ia yeaeoaiaa а08
имеет вид
Фи = Фг
(12)
Ёпй1а1ой Шоужаптоё йёу Ех ё Е паоёи Шоужаптоё йёу |е| ё абоаёа 1аба1аобй
/\..>СО.. О.. ..1 Л л* .. > Г Д .. Л ^ 1 . Г Гу ..>¿0 .. Гу .. Г > О Г > .. > . О
иоаааёуропу а1аё1ае-и юаайаоиае дааа-а.
Т >С > /\..>С0..0..0^>> ^..0/\>>С> . О л* /\ > л* ..Гу .. о г ......
1оё 11оаааёа1ёё уёаеооё-апеео 11ёае аёу
ёППёааоашб 1айаео1а ёПйёидоаоПу Йа01а [16],
Гу/^ГГуГуУГГГуГ Г > ..>¿>>0 ГО Г \ \ ..><.. \ /\ Г > /\ Г >< \ \ О Г Г Гу Г
1пиаа11йе 1а Юё1а1а1ёё шупе ё 1аоаиаше
1Л» О н О Г ..........Гу /\ /\ • • > >£ > •• •• О •• •• Г Гу Гу Г .. О Г. \ >£ /\ л* > > > > . О (V ЛЛмЛ
11ааёае аёу 1ё1пе11аоаёёаёи11а1 уёаеоо1поаоё-апе1а1
• */\ •• •• л* ..0....1 л* > ХЛОП •• ..Гу .. Г Гу Г Гу > >£ Л Л Г Гу > л* л* .. О .. Г О Л Гу л* Гу
11ёу п оаёир 11поо1а1ёу пёпе еаооё1й ёппёааоана1
..Гу .. .. Г .. О Г. \ >£ /\ /\ \ .... \ >£ Л /\ /\ \ .. О >С \ О .. О .. О Г \ .. Г Гу Гу > ..Гу > О Г
11ёу уёаеооюёёиооа а аёаа оашоаааёа1ёу уеаёпоаь
оёаёшйо ёё1ёе ф ё ёё1ёе уёаеооё-апе1е оо1еоёё
1Шеа V. УоЮ Йаб1а йдахёуао ёппёаа1ааои 1шаа1-
Г Гу ^ \ \ Г .. ..Гу .. О Г .. Гу Г ^ Гу Г Г Гу л* Гу Г .. О Гу > >£ Гу
ипоё уёаеооё-апеёб 11ёае ааоод1ша1 уёаеоо1-
/\>....>>С> Л ^..0/\>>С/\'»*> > > > . О мЛЛмЛ Г ^\><ГуГ^\Гу\ Гу Гу .. Г л* Гу
оёёиооа ё уёаеоотоаоё-апе1а1 опоо1епоаа а1даоо1-
1-ёпоёоаёу.
ЗА О Л ГЛ. О ЧАи О н Ч Л. Г Г О Л Л Л Л
. Аепеоаоша пааее еппеааоашо 1аиаео1а.
Шё да1епё еоааайо дааа- а аёпеоаойе 1аёапоё ёййёидоропу пё1а1ёё-апеёа оааа1поаа оё1а Опф(И) = Ы,
~ .. О у—Т \ .. \ Г Г /\ Г .. \ Г О Г Г Гу Г Гу.. О >С > > /\ >С .. \ Гу Гу О >< О Г
ааа О - дааапйе ёё1ае1йе 11аоао1о аёооаоа1-
оёоШ1ёу, ааепоаориёе 1а оо1еоёё ф(х,у^) ё v(x,y,z) а даааНйо о1-еао ёппёааоайе 1аёапоё; N - Юааау -апои уо1а1 ооаа1а1ёу.
3-1 Г Гу.. >< О .. О .. О Г \ .. Г.. О Гу\><Гу^\\\\ . О ^ЛЛ^Л ..Гу.. ..
.1. Сааа-о 1юаааёа1ёу уёаеоо1поаоё-апе1а1 11ёу ааоодИйах уёаеоо1оёёиооа аййё1ё! й а1аё1аёё п оаа1о1е [16]. Аёу поаааёа1ёу йоа1оёаё1а ф ё уеаёйоа1оёаёи1йо ёё1ёе ёпйёидоа1 ЮуЮр йааёи
аёу 1ё1пе11аоаёёаёийа1 йёу. 6оаа1а1ёа Ёа1ёапа
(ооаа1а1ёа (1)) п о-ао11 аоа1ё-1йо опё1аёе (ооаа1а1ёу
(2) - (6)) аёу аёпеоаоИе 1аёапоё А^(х,у) ааоодппах
/V Г... О >С Л Л /V >С Г Гу Г Гу Гу >< \ О >>0"| Л
уёаеоо1оёёиооа а 11аоао1о11е о1о1а ё1аро
пёааориёе аёа:
С^фт. + Сууфтп = 0, (хт,Уп)е ве1( х,у), Фтп = СV (Хт,Уп) е К^
^ Фтя = С„ (Хт,У.) е Л„ (13)
Фтя = 0 (Хт,У.) е A2,A4,
С.фт. = 0, (хт,у,)е Л1,Лз,Л,,Лб,Л7,Л,,Л10,Л11.
Саапи О =д 2/дх2; О =д 2/ду2; О =д /дп. 11по1у11йа
* хх УУ п *
Гу О .. \ . \ Г Гу Л Гу \ Гу .. О .... л* ............Г .. О ГуУЖГуГуУ... ..
ааёё-ё1й с1 ё с2 а пааёуо аёу уёаеооюёёиооа
/\.*>С О .. О .. ..1 ..Гу \ О Г .. \ \ .. Гу Гу Г \ Г.. О Гу\><Гу..
1юаааёуропу д1а-а1ёу1ё иоаюёаё1а 1а уёаеоотао Ё2 ё А8 п о-аой поиапоаориёо ЮййеёаИйо
хаоадоха.
Следует отметить, что условие симметрии (уравнение (3)) можно также представить в следующем виде: в конечных разностях первое уравнение системы (13)
Фг-+ц - 2Фч +Ф,--и Фу+1 - 2Фц +Фу-1 = 0
(14)
aää h - eáa ñaoee a áeñeóaoiié iáeáñoe Ag1(x,y).
Oiäää íioáioeáe ц iá aóáieoáo iáeáñoe Ä7, Ä№ A,„ ñ
i,j 7 9 10
ó^aoii óñeiaey ñeiiaoóee фу+1 = ф eg óóáaiaiey (14)
/\.*>С O .. O .. .. O > О.. Г \ \ \ \ Гу Г >¿ Л Л\
líoaäaeyaoñy ñeaäópuei íáoágii:
Ф j = (Фi+и+Фi-и +2Фíj+1)/4.
(15)
Точность решения системы (13) с учетом уравнения (15) для оси симметрии задачи в этом случае будет значительно лучше.
Компоненты напряженности электрического поля с использованием конечных разностей определяются следующим образом:
Er =
Ф,
i+i,j
Ф,
i-ij
2h
Ey =
Фц+1 -Фl,J-1 2h
(16)
íeioiiñoü yeaeoóiñoáoe^añeié yiaöäee W, gáíáñai-
Г Гу Г Гу ..1 Г Гу Г Гу Г О >0 Г.. О Гу\><Гу.. ГГу^Гу \ >< \ Г ъ \ А\
iié a epáié giia iasyeaeooiäiiäi íoiñooáiñoaá
• • Гу Г л* Гу Г Г Гу ^ Гу Г .. О Гу \ >< Гу Гу > .... > >С> /\..>С0..0....0> ..Гу Гу Гу >< \ Г .. О
äaóOQШläl yeaeooioeeüooá, líoaäaeyaoñy íi oioióea
(10) ñ ó-aoii iiäóëy | E |.
3r\ -rf><\\Off\.. \ Г. .. O.. .. ............/V.» >c O •• O •• O f > ..
.2. Iáoáuaiiáy iiäaeü äey iioaäaeaiey yeae00é-añeié oóieoee íioieá v e óáaiüO eeieé yoié oóieoee äey äëñeöaoiié iáeáñoe Ag1(x,y) ëññëaäóaiiäi
^..0/\>>C/\/\>....>>C> /V /\>..0 /\..0 >C Л Л /\>С Г Гу л* Г >< \ Гу Г О Г \ Г >>00 Л /\>..
yeaeooioeeüooá a aeäa iíaoáoioiüo óoaaiaieé eiaao aeä:
GxxVmn + Gyy Vmn = 0- (xm > Уп ) £ Bg1 ( X УХ
G„vmn = 0, (xm,Уп) e K,,Ä8,Ä2,Ä4,
vmn = C1, (Xm,yn)e ÄI,Ä.0,ÄII, (17)
Vmn = C2 - (Xm ,Уп ) e Ä9 ,
Gh V^ =
= 0- (Xm-yn)e Аз,А5,А6,А7.
Задача для исследования полей электростатического устройства воздухоочистителя записывается аналогичным образом.
4. Результаты численных расчетов исследуемых объектов. В относительных величинах зависимость эффективной площади ионизации F*e для камеры КИ 1 электрофильтра от величины перемещения корониру-ющего электрода L*x по оси симметрии и от изменения зазора между камерами Д показана на рис. 2 при следующих соотношениях размеров: L} = 78 мм, U;/U2 = 2, L0 = 48 мм [16]. При этом учитываются соотношения эффективной площади ионизации Fe камеры КИ 1 с относительно высокой напряженностью поля Е (от Е =
i v min
2Ек/3 до Етах, причем Eko - напряженность однородного поля камеры КО1) к о бщей площади F^ камеры КИ 1.
Типовые результаты расчета плоскопараллельного электростатического поля исследуемого электрофильтра в случае перемещения электрода по оси симметрии между заземленными пластинами показа-
V
mn
ны на рис. 3, причем на рис. 3, а приведено распределение эквипотенциальных поверхностей этого поля (на основе решения системы уравнений (13)), а на рис. 3, б приведено распределение равных поверхностей электрической функции потока (на основе решения системы уравнений (17)).
0,5
0,4
о,з
0,1
1
.___
3
__——*-- ^^----
4
0,2
0,4
0,6
1,2
1,4
1,8
Bèn. 2. Çàâènèiînôû yôôâêôèâiîé ïëîùàâè èîièçàôèè yëâêôôî-ôèëûôôà îô L*x ïôè ôàçiûô Д (F*â = F/F„ô, L*x = LJL0): 1 - ïôè çàçîôâ iâœâô êàiâôàiè Д = 5 ii; 2 - ïôè Д = 25 ii;
3 - ïôè Д = 30 ii; 4 - âëy êàiâôû ÊÈ1 ââç ô^âôà êàiâôû ÊI1
Полная картина плоскопараллельного электростатического поля двухзонного электрофильтра дает представление об основных особенностях распределения эквипотенциальных поверхностей и равных поверхностей электрической функции потока с учетом перемещения электрода К} по оси исследуемого электрофильтра.
K^IIIIIII
Bèn. 3. Bâçôëûôàôû ôàn^âôà ïëînêîïàôàëëâëûiîâî yëâêôôînôàôè^ânêîâî ïîëy: à - ôànïôâââëâièâ yêâèïîôâiôèàëûiûô
ïîââôôiînôâé ïîëy n 0àaîi Лф; â - ôànïôâââëâièâ ôàâiûô ïîââôôiînôâé yëâêôôè^ânêîé ôôiêôèè n 0àaîi Лv
Àiàëèç ôàôàêôâôènôèê 1-3 (ni. ôèn. 2) ïîêàçûâàâô, ^ôî n ôiâiû0âièâi çàçîôà iâœâô êàiâôàiè Д îô 30 ii âî 5 ii ôââëè^èâàâôny îôiînèôâëûiày ââëè^èià yôôâêôèâiîé ïëîùàâè èîièçàôèè F*â âëy êàiâôû ÊÈ1 yëâêô-ôîôèëûôôà. Ïôè yôîi nëââôâô îôiâôèôû, ^ôî ïôâânôàâ-ëâiiûâ ià ôèn. 2 çàâènèiînôè F*â(L*g) èiâ^ô ïî ââà yê-nôôâiàëûiûô çià^âièy, ïôè^âi iàênèiàëûiày ââëè^è-ià F*â iàâë^âàâôny âëy ôàôàêôâôènôèêè 1 ïôè L*s = 1 è ïôè Д = 5 ii.
Âëy nôàâièôâëûiîâî àiàëèçà nôâi, ïôâânôàâëâiiûô ià ôèn. 1, âûëè âûïîëiâiû ôàn^âôû ïôè nëââô^ùèô ônëîâèyô:
• â nôâiàô ià ôèn. 1, à è â nîîôââônôââiiî êîôîièôô^-ùèé yëâêôôîâ Ê1 è ôîôâô ïëînêîaî ïîôâiôèàëûiîàî yëâêôôîâà (Ä08) âûëè ôànïîëîœâiû îôiînèôâëûiî ià^àëà çàçâiëâiiûô yëâêôôîâîâ nîîôââônôââiiî Ä2 è Ä02 ià ôànnôîyièè 30 ii îô ià^àëà yôèô yëâêôôîâîâ è n ô^âôîi
Д = 5
• âôîôîâ ônëîâèâ àiàëîâè^iî ïôââûâôùâiô, iî â nôâiàô ià ôèn. 1, à è â nîîôââônôââiiî â êàiâôàô ÊÎ1 âûëè âîïîëièôâëûiî ônôàiîâëâiû ïî ââà ïëînêèô yëâêôôîâà (â ôâëîi â yôèô êàiâôàô âûëî ïî ïyôû
è n ô^âôîi Д = 12 ii.
0,262
0
10
20
30
40
50
60
70
Lx, мм
Рис. 4. Зависимость относительной эффективной площади ионизации Ке электростатического устройства от Ь%, мм,
и с учетом изменения Ь1 , мм
Ä öägoeüöaoä öän-aöiä löe yöeö oneiäeyö onöaiiäeäii, -öi iöiineöäeüiäy äaee-eiä yooäeöeäiie
leiuääe eiiegäöee F*. ä eäiäöä EE1 ä nöäiä iä öen. 1,
/ Г Гу .. .. О ../V ~ /V ***** о \ г. r r \ >< \ ^ \ • О >
a aieüea 11 nöääiaiep ni nöaiie iä öen. 1, a, löe-ai niäeänii laöäiio oneiäep föeaeegeöaeüii ä 1,3 öägä, ä löe äöiöii oneiäee - aieaa -ai ä 1,6 öägä. löe yöii
\ \ /\ О f Л .. Л /V /V .. /V .. О г г, о .. г л \ 00
öäesa auei äuyäeaii neaäopuaa:
• ä nöaia iä öen. 1, a n oäaee-aieai eiee-anöää
r .. 0/\>>C/\../\/\ Гу /\ Л Л О >C О -1—< T 1 r \ О r .. л о > ** •• /\ О .. л . > f л
yeaeööiäiä ä eäiaöa EI1 oiarneäaöny äaee-eiä
Г Гу Гу О \ Л /V Г Гу r .. .. /\ Л Л..Л Л Гу r \ Л..ЛЛ 7—T >K Гу /\ Л Л О >C О 1—' 1—' ^
yooaeöeäiie leiuääe eiiegäöee F ä ä eäiaöa EE1;
• ä nöaia iä öen. 1, a löe oäaee-aiee eiee-anöää
r .. О /V > >£ /\ .. /\ /\ Гу /\ Л Л О >C О 1—' T 1 r \ r .. t .. Л О Л л* .. r/\0x\.0r\0
yeaeööiäiä ä eäiaöa EI1 iäaepääaöny oäaee-aiea
Г Г. Г. О /V Л Л Г. Г Г. r .. .. /\ Л Л..Л Л /\ r \ \ .. \ \ 7—T >K /V /\ Л Л О >C О 1—' 1—' 1
yooaeöeäiie leiuääe eiiegäöee F ä ä eäiaöa EE1.
Ä iaeiöiöUö öelaö äigäoöii-enöeöaeae löeiaiy-pöny öieüei eäiaöu EE1, löe-ai aag Eh. Aiäeeg öäöäeöaöenöeee 4 (ni. öen. 2) äey öäeeö eiiegäöeiiiuö
/v \ \ О >c ../v /\\ /\ /\ \ о \ ~><\/\\/\o -j—r* / т * \
eäiaö lieäguääaö, -öi iä äöäoeea gääeneiinöe F .(L o)
iäaepääpöny äää yenööaiäeüiUö giä-aiey äaeege öiööiä yöeö eäiaö. Dagoeüöäöu öän-aöiä yooaeöeäiie leiuääe eiiegäöee F*. ä enneaäoaiie eiiegäöeiiiie
/V > > О >C О л* /\ .. \ Г Г /У О ** л \ о г о г \ о \ •• •• \ г /\ /\ \ \ о >< т > ~
eäiaöa, näygäiiua n egiaiaieai äeeiu eäiaöu L1ö, e n
o-aöii laöaiauaiey eiöiieöopuaäi yeaeööiää Lö li ine yöie eäiaöu löaänöääeaiu iä öen. 4. Eg öagoeüöäöiä äu-eneaiee neaäoaö, -öi löe oiaiüoaiee äeeiu
' 1o
Л Л f Л ЛЛЛО>4Л r \ r .. t ..lOli^.. ъ r .. \ О r \ о
eiiegäöeiiiie eäiaöu iäaepääaöny naeesaiea eiiöaäuö yenööaiäeüiuö giä-aiee e gäöai löe L1o = Lilö ä ooieöeiiäeüiie gääeneiinöe F*.(Lo) liyäeyaöny
ЛЛЛл^ЛЛ^Л Л Г Г Гу Г л* **Гу Л .. \ О Г •• Гу Г ^ Г Гу \ >< О
iäeneioi, näygäiiue n nolaöligeöeae ääoö yenööa-
Г Гу ^ Г \ . О Г \ Г О Г Г Гу л^ЛЛЛО \ >< \ . Г /\
iäeüiuö giä-aiee, öänlieisaiiuö neiiaööe-ii iöiineöaeüii öiööiä eiiegäöeiiiie eäiaöu. iäiäei ääeüiaeoaa oiaiüoaiea L1o gäöai löeäiäeö e nie^a-iep iäeneiäeüiiäi giä-aiey F.. Oäeei iaöägii, onöäiiäeaii, -öi äey eiiegäöeiiiuö eäiaö ääöiiiiiuö äigäoöii-enöeöaeae nouanöäopö ilöeiäeüiua läöäiaö-
öu, löe eiöiöuö äigiisii liäuneöü yooaeöeäiop
leiuääü eiiegäöee aag oäaee-aiey liöaiöeäeä iä
eiöiieöopueö yeaeööiääö öäeiäi öelä eäiaö.
Заключение. В работе представлены особенности математического моделирования электростатических устройств на основе расчета распределения эквипотенциальных поверхностей и равных поверхностей электрической функции потока, необходимые для исследования эффективности ионизации в процессах электрической фильтр ации исследуемых о бъектов. Численные расчеты позволили установить, что имеется возможность повысить эффективную площадь ионизации в электростатических устр ойств ах за счет выбора оптимальных соотношений размер этих устройств (см. рис. 2, 4), причем без увеличения высоковольтного потенциала на кор онирующих электродах.
3. Дымовые электрофильтры/ В.И. Левитов, И.К. Решидов, В.М. Ткаченко и др. Под общ. ред. В.И. Левитов. - М.: Энергия, 1979. - 420 с.
4. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. Учебное пособие/ В.А. Ананьев, Л.Н. Балуева, А.Д. Гальперин и др. - : М.: «Евроклимат», Изд-во «Арина», 2000. -416 с.
5. Сеппанен, О. Энергоэффективные системы вентиляции для обеспечения качественного микроклимата помещений/ О. Сеппанен //Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика (АВОК). - № 5. - 2000. - С. 23-28.
6. Гоник, А.Е. Электрические и механические фильтры кассетного типа для очистки воздуха от сварочных аэрозолей/ А.Е. Гоник, Н.Н. Жуков // Защита окружающей среды, здоровье, безопасность в сварочном производстве: Труды I Междунар. научно-практической конференции. - Одесса: Астропринт, 2002.- С.169-174.
7. Каталог электрических фильтров фирмы «Plymoth» (Швеция).
1988. - 55 с.
8. Гримитлин, М.И. Состояние и перспективы развития отечественного вентиляционного оборудования для сварочного производства/ М.И. Гримитлин// Защита окружающей среды, здоровье, безопасность в сварочном производстве: Труды I Междунар. научно-практической конференции.- Одесса: Астропринт, 2002.- С.64-79.
9. Пат. №2145910 Российская Федерация / Двухзонный электрофильтр для очистки газов / А.Е. Гоник, Н.Н. Жуков, А.Н. Потапенко и рд.; опубл. в бюл. №6, 2000 г.
10. Ужов, В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами/ В.Н. Ужов - М.: Химия, 1967. -344 с.
11. Кози, К. Автономные воздухоочистители: новые идеи / К. Кози
// Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика (АВОК). - 2002. -№ 5. - С. 56-59.
12. Электронный воздухоочиститель «Супер-Плюс-Эко». Руковод-
ство по эксплуатации.- Орел: Изд-во ООО «Чистый воздух от Геннадия Котлярова», 2005. - 6 с.
13. Основы электрогазодинамики дисперсных систем/ И.П. Вере-
щагин, В.И. Левитов, Г.З. Мирзабекян., М.М. Пашин. - М.: Энергия, 1974. - 480 с.
14. Мирзабекян, Г.З. Влияние питающего напряжения на электрические силы, действующие на осажденный слой пыли/ Г.З. Мирзабекян, З.Т. Тениешвили // Электричество, 1989, № 9. -С. 26-30.
15. Саввов, В.М. Анализ экранированной несимметричной полос-ковой линии методом граничных элементов/ В.М. Саввов, Е.С. Богданов, Ж.Д. Георгиев // Электричество. 1991, № 5. -С. 42-46.
16. Основы математического моделирования двухзонных элект-
рофильтров и некоторые особенности их применения в энергоэффективных вентиляционных системах/ А.Н. Потапенко, А.В. Белоусов, Л.И. Колтунов, Е.А. Потапенко// Известия вузов. Проблемы энергетики. - 2006. - № 5-6. - С. 69-84.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. Очистка промышленных газов от пыли/ В.Н. Ужов, А.Ю. Валь-дберг, Б.И. Мягков, И.К. Решидов. - М.: Химия, 1981. - 392 с.
2. Банит, Ф.Г. Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов/ Ф.Г. Банит, А.Д. Малыгин. - М.: Стройиздат, 1979. - 359 с.
