3. Совмещенная зарядка – на плоскости в коронном разряде.

Частица заряжается одновременно и ионами и контактным способом. Знак заряда диэлектрической частицы совпадает с зарядом коронирующего электрода, а методические частицы – со знаком не коронирующего электрода.

Max – заряд в этом случае.

Q_{max 3}=Q_{max 1}·μ_к

μ_к – коэффициент, зависящий от растворов частицы и ее диэлектрических свойств.

τ – постоянная времени заряда частицы;

- коэффициент;

ρ – объемная плотность заряда Кл/м³;

k – подвижность ионов.

γ – удельная проводимость частицы См/м.

Силы, действующие на заряженную частицу в электростатическом поле.

В электростатическом поле на частицу действуют:

1 . Механические силы (тяжести, трения, центробежные силы, силы сопротивления среды).

2. Электрические силы: Кулоновские силы, силы зеркального отображения.

Силы зеркального отображения – эти силы возникают между зарядом, находящимся у проводящей плоскости (на поверхности или возле) и наведенным (индуцированным этой частицей на пластине) зарядом.

- сила зеркального изображения (= закон Кулона).

Появляется сила, действующая как будто в пластине на таком же расстоянии от её поверхности находится частица с обратным зарядом – сила зеркального отображения.

Сила, вызванная неоднородностью электрического поля (пондеромоторная). Эта сила возникает потому, что частица в электрическом поле поляризуется и на её концах возникают разноименные заряды. На эти заряды действует электрическое поле, но так как частица имеет размеры, то сила, действующая на эти заряды будет различная. Результирующая сила не равна нулю.

F₁ – притягивает;

F₂ – отталкивает;

F₁>F₂ по закону Кулона так как расстояния разные.

- пандеромоторная сила.

D – диамическая частица.

;

dx – координата.

Сила F_n заставляет частицы поворачиваться.

Применение сильных электрических полей.

1. Очистка семян и их сортировка в электрическом поле. Устройства, предназначенные для разделения сыпучих смесей и материалов в электрических полях – электросепараторов.

Электросепараторы. Классификация:

По виду электрического поля:

1.а - Электростатичные;

1.б - Коронные;

1.в – Спеременным полем;

1.г – Комбинированные.

По конструкции:

2.а – Барабанные;

2.б – Камерные;

2.в – Транспортерные;

2.г – ременные и другие.

При разделении частиц используются как физические, так и электрические свойства.

Совокупность физических и электрических свойств называют признаком делимости. Он зависит от диэлектрической проницаемости частиц, а значит её влажности, растворов формы, от свойств поверхности частицы.

Машина барабанного типа.

F_к – кулоновская сила;

F_g – сила тяжести;

F_g1, F_g2 – разложение силы тяжести по координатам;

F_y – центр пробоя силы;

F_з -

- для эллипсоидных семян.

а – малая полуось;

b – большая полуось.

Угол отрыва

С_δ – признаки делимости для коронного барабанного сепаратора.

Угол отрыва частиц от поверхности барабана зависит от ряда свойств частицы и характеристик устройства.

1. От скорости вращения барабана;

2. От радиуса барабана, R;

3. От напряженности электрического поля Е;

4. От переходного сопротивления между частицей и барабаном (μ);

5. От диэлектрической проницаемости частицы ε_r.

6. От формы частицы;

7. От растворов частицы (а,b);

8. От плотности частицы (ρ).

Особенностью разделения частиц в барабанном сепараторе является зависимость переходного сопротивления от влажности зерна.

Чем выше влажность – тем меньше ε_r меньше переходного сопротивления между барабаном и зерном, тем меньше величина max заряда Q_max, уменьшается сила зеркального отображения и уменьшается угол отрыва α.

Область применения барабанного сепаратора.

Применяется для окончательной очистки зерна, овощных культур, трав.

Очистка риса от куршака (сорняк).

Овес от овсюка.

Обеспечивание семян.

Отделение больных, травмированных, проросших семян.

Недостатки барабанного сепаратора.

1. Частицы перемещаются скользят относительно по поверхности барабана и сбивают друг друга;

2. Ориентация частиц на барабане не одинаковы;

3. В зарядной зоне частицы находятся кратковременно и не все из них получают max заряд.

4. Зона разрядки мала, но все частицы успевают разрядится.

Для увеличения времени (зон) зарядки и разрядки применяет сепараторы транспортерного типа.

З она зарядки велика, все частицы успевают зарядиться, уменьшает сбивание одних частиц другими в цилиндрической части.

В большой зоне разрядки все разряжается.

Применяется в механические, что и барабанный в целях. Кроме того, применяется для предпосевной обработки семенного материала.

Д елают ещё камерного типа, для работы с зерном и в горонообогатительных комбинатах, для обогащения руды.

Есть решетчатые (изобрел Шмигель). Диэлектрический сепаратор (это хитрый сепаратор – слова Лектора).

Электродинамический сепаратор с вертикальным воздушным потоком.

О бласти применения ЭИТ

1. Предпосевная и предпосадочная обработка семян в электрических полях.

Предпосевная обработка положительно влияет на всхожесть, энергию прорастания, возрастает интенсивность фотосинтеза, повышается урожайность и качество продукции.

Есть обработки:

1. Инфракрасный прогрев семян;

2. Обработка в электростатическом поле;

3. В поле коронного разряда;

4. Ультразвуком;

5. Лазером;

6. Ультрафиолетовым излучением.

В результате предпосевной обработки семян пшеницы в электростатическом поле ускоряется рост растения,

повышается урожайность до 25%,

содержание белка возрастает до 1,2%,

содержание крахмала в картофеле до 7%,

содержание сахара в сахарной свекле на 0,8%.

Установка обработки – сепаратора камерного типа, но вместо коронируемого электрода плоскость. Е=1-4 кВ/см.

Транспортерного типа Е=2-6 кВ/см, t=2-3 с.

Обработка картофеля в КСП-15.

КСП-15 картофелесортировальный пункт

Обработка зерна за 10-15 суток;

Картофеля за 1-10 суток.

Особенности

1. Обработка в электрическом поле дает ощутимую прибавку только в течение двух лет. Обработку производят 1 раз в 2 года, чаще – хуже.

2. Основными факторами является напряженность поля и время обработки, далее величина заряда, знак заряда практичность не сказывается на урожайности, но сказывается на качестве (отрицательная корона снижает содержание крахмала, но увеличивает содержание белка.

Оптимальные режимы обработки

Как правильно обработать в отрицательной короне, Е=2,5-6 кВ/см.

Продолжительность обработки 10-14 суток.

Преимущества обработки в электрическом поле

1. Высокая производительность;

2. Простота конструкции машин;

3. Возможность использовать любые зерновые машины (приспособить);

4. Малый расход электрической энергии;

5. Отсутствие летальных доз для зерна;

6. Повышение содержания белка в урожае;

7. Сохранение витаминов после обработки;

8. использование одних и тех же машин для очистки, сортировки и предпосевной обработки.

Управление расходом сыпучего материала.

Частицы держатся и не вылетают, ширина щели в 3 зерна. Если ослабить поле (мгновенно), то среднее зерно или все три высыплются. Импульс – управляй потоком и сажай семена.