13.11. Эквипотенциальные поверхности

Для наглядного изображения поля можно вместо напряженности воспользоваться поверхностями равного потенциала или эквипотенциальными поверхностями. Эквипотенциальная поверхность – это такая поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал. Если потенциал задан как функция x, y, z, уравнение эквипотенциальной поверхности имеет вид

 (x, y, z) = const.

Направление нормали к эквипотенциальной поверхности будет совпадать с направлением вектора в той же точке.

Уславливаются проводить поверхности таким образом, чтобы разность потенциаловдля двух соседних поверхностей была одна и та же. Тогда по густоте эквипотенциальных поверхностей можно судить о величине напряженности поля. Чем гуще, тем быстрее изменяется потенциал.

Рис. 13.9.

13.12. Применение электростатики в строительстве

13.12.1.Покрытия, основанные на электростатических принципах

Преимущества покрытий, основанных на электростатических принципах.

Применение электростатических процессов для покрытий получило в последние годы широкое распространение благодаря следующим преимуществам.

Скорость процесса. Производительность, даже в условиях ручной окраски, выше, чем при классических способах. В автоматизированных системах скорость может быть увеличена за счет последовательности вспомогательных операций: сложные повороты при продвижении детали на конвейере, предварительная обработка детали, обезжиривание и т. д.

Качество продукции. Можно получить покрытие деталей с одним и тем же уровнем качества в условиях одинаковой вязкости краски, эмали или пудры, рабочего давления, расстояния до объекта, обработки деталей, подачи и снятия с конвейера, времени и рабочей скорости.

Экономия ручного труда. Большинство авторов утверждает, что использование этой технологии позволяет высвободить значительное количество маляров. Приведенные цифры показывают, что в зависимости от способа высвобождается от 1/3 до 2/3 количества работающих по классическим методам.

Регулировка процесса. Толщина покрытия может регулироваться в широких пределах при изменении расхода краски, скорости ленты и т. д.

Независимость от квалификации рабочего. Качество покрытия не зависит от мастерства и опыта маляра, а определяется средствами, которыми он пользуется.

Уменьшенные потери краски, эмали, порошков. Управление частицами в электрическом поле обеспечивает осаждение большинства их на объекте, подлежащем покрытию. При влажном способе покрытия коэффициент использования составляет 40—60%, а при окраске опыливанием — свыше 90%- Материал, направленный не к окрашиваемому объекту, рекуперируется и вновь включается в технологический процесс.

Простота контроля покрытий. Изменение электростатических свойств покрытия при превышении определенного слоя порошка позволяет легко контролировать толщину пленки даже малоопытному оператору.

Возможность окрашивания деталей сложных конструкций (сетчатых, трубчатых, сложного профиля и т. д.).

13.12.2.Строительные технологические процессы, которые сопровождаются образованием электростатических полей

В деревообрабатывающей, текстильной, бумажной и других отраслях промышленности осуществляется большое количество технологических процессов, которые сопровождаются образованием электростатических зарядов, являющихся источником статического электрического поля (СЭП) значительных напряженностей, в тысячи раз превышающих напряженности полей Земли. Так, при шлифовке фанеры и прессованного картона на­пряженность поля достигает 1000—1600 кВ/м, при каландировании тканей с синтетическими добавками — 1200 кВ/м, создавая при этом у поверхности тела рабочего за счет накопления зарядов поля напряженностью 500 —1500кВ/м.

В производстве при получении и обработке пластмасс и других материалов, обладающих низкой электропроводностью, при трении, ударах и других процессах на материале возникают электрические заряды, сохраняющиеся длительное время и создающие потенциал до 150 кВ и поля напря­женностью 100—600 кВ/м.

При контакте человека с оборудованием, имеющим низкую электропроводность, на поверхности тела или одежде может возникнуть заряд порядка нескольких десятков киловольт. При контакте человека, несущего на себе такой заряд, с конструкциями, обладающими высокой электропроводностью и имеющими хорошее заземление (корпус станка из металла), возникает искровой разряд, энергии которого вполне достаточно, чтобы вызвать взрыв или воспламенение веществ, а также привести к весьма болезненным ощущениям «удара током» со всеми вытекающими последствиями.

Широкое применение новые синтетические материалы получают в строительстве и в быту. Большой «удельный вес» приходится на полимерные материалы (мебель, покрытия для пола, одежда), обладающие высокими диэлектрическими свойствами, а значит, способностью накапливать заряды значительной величины и генерировать электростатические поля большой напряженности.

Определение напряженности статического поля в натурных условиях показало, что пол из полимерных материалов создает поле в 30-50 кВ/м, а при низкой влажности окружающего воздуха — 150-200 кВ/м. Уровень электризуемости полимерных материалов и, следовательно, электрическое поле сильно зависят не только от химической структуры материала, но и от влажности воздуха.