3. Осаждение частицы.

После того как частица осела на электрод идет ее разрядка, зависящая от материала частицы, материала электрода и так далее.

На частицу действует сила кулона, сила молекулярного притяжения, сила индукционного заряда, сила зеркального отображения.

В зависимости от диэлектрических свойств и удельного сопротивления, делят на группы:

а) хорошо проводящая пыль <10⁴Ом см (плохо улавливается на электроде, так как быстро перезаряжается на электроде и уносится воздушным потоком).

б) Плохо проводящая пыль =10⁴-10¹⁰Ом см. Разряжается медленно, необходимо стряхивать с фильтра.

в) Практически не проводящая пыль >10¹⁰Ом см. Практически не разряжается на электроде, следовательно покрыв тонким слоем электрод остальные частицы к нему не пускает. Поэтому покрыв небольшим слоем электрод остальные частицы уже не пускают (компенсируют заряд электрода). При этом возможно возникновение обратной короны. Такую пыль смачивают (электрод отряхивают очень часто).

4. Удаление пыли

В промышленных условиях пыль из фильтров удаляют:

1. стряхиванием,

2. промывкой водой.

Элементы конструкции электрофильтров (основные элементы):

1. Корпус;

2. Узлы подвода и вывода газов;

3. Коронированные и осадительные электроды;

4. Системы очистки электродов;

5. Изоляторные коробки.

В корпусе электроды.

Для лучшей работы нужна равномерность движения газов в электрофильтре.

Эффективность (степень) очистки

Эффективность очистки можно определить:

- для трубчатого фильтра.

Z₁ – концентрация пыли на входе;

Z₂ – концентрация пыли на выходе;

η=0,8-0,97;

L – длина трубы;

R – радиус трубы;

U_r – скорость воздуха в трубе.

- для пластинчатого электрофильтра.

Н – расстояние между коронируемым и осадительным электродом.

,

- удельная площадь осаждения.

Высоковольтные источники питания для установок ЭИТ.

Источник должен обеспечивать:

1. Стабильность напряжения;

2. Плавкость и глубину регулирования выходного напряжения;

3. Высокий КПД;

4. надежность в работе;

5. Компактность;

6. Экономичность;

7. Безопасность в работе.

Умножители

2 «+», 1 «-»→U↑¹₂→ заряжается С₁ до напряжения U_{1 max}. Возникает напряжение U_{c1 max}. Между точками 2и 3 двойное напряжение (U_{1 max}+U_{c1 max}).

С₂ заряжается до U_c2=2U_c1.

Потенциалы точек 2, 3, 4, 5, 6 одинаковы.

В это время зарядки С₃ и С₄ нет.

Второй полупериод .

Недостаток:

Чем больше нагрузка - тем меньше напряжение.

П реимущества:

1. Малая масса;

2. Не дорого, не дефицит;

3. Простота конструкции;

4. Не боится КЗ.

Источники постоянного напряжения с преобразователями.

Способы регулирования напряжения.

1. С помощью трансформатора - дорого, тяжело, большие габариты.

2. Фотоимпульсное регулирование.

Управление углом открытия тиристоров.

В цепи управления тиристорами то число невелик – слова Лектора.

Техника безопасности.

Ставят балластное сопротивление во второй обмотке тиристора.

R_r=1000 Ом.

I _безоп.=5 мА.

При маленьких полях нагрузки.

1. Ток возрастает (при касании …) возрастает ΔU на R_бал.→падает напряжение U_вых.

2. Блокировка от «дурака» (на дверях, …) отключают ток в первичной цепи (от сети).

3. Установка автоматических разрядников для снятия остаточного напряжения.

4. Заземлитель на изоируемых ручках (поляризация→на ручке заряд бьет→заземлитель)

5. Ограждения высоковольтной установки.

Ультразвуковая технология

Ультразвук – механические колебания среды с частотой 15 кГц-1 ГГц

Слышимый диапазон 16 кГц-20 кГц

Звуковые колебания по синусоиде определяется амплитуда.

Мощность звука Р_змех=2cfA [Вт]

 - плотность среды

с – скорость распространения звука в среде

f – частота колебаний в Гц

А – амплитуда колебаний

с – волновое сопротивление.

Величина переносимой ультразвуком энергии – это интенсивность ультразвука.

Физический смысл – это энергия, приходящаяся в единицу времени на единицу площади, перпендикулярен распространению звука, (т.е. мощностью на единицу площади).

- интенсивность ультразвука.

Энергия звука уменьшается при удалении от источника.

- закон Гугера – закон поглощения ультразвука.

α – коэффициент поглощения средой 1/м;

х – расстояние от источника;

I₀ – интенсивность у источника.

Звук отражается, преломляется, огибает.

Коэффициент отражения – отношение интенсивности отраженной волны к интенсивности падающей.

При переходе из среды с большой плотностью в среду с меньшей К₀ приближается к 1.

Ультразвук вызывает ряд эффектов.

Первичные – те которые вызывает сам ультразвук.

1. звуковое давление;

2. поглощение ультразвука;

3. явление кавитации - разряжение или образование полостей в жидкой среде, которые закапываются и создают большое давление.

Вторичные – механические, биологические, тепловые ХНМ воздействие, обуславливаемые первичным воздействием.

1. УЗ коагуляция – образование более крупных из более мелких;

2. повышение температуры;

3. микро массаж;

4. нагрев живой ткани;

5. Физико-химическое превращение в живой ткани.

При частоте = 1 МГц можно получить мощность до 10 Вт/см², рядом с источником.

Генерирование ультразвука

Ультразвуковой преобразователь предназначен для преобразования электрической энергии в энергию ультразвука.

Частота тока

Бывают: электромашинные, ламповые, полупроводниковые.

Тиристоры хуже коммутируются – частота сравнительно ниже, но можно получить большие мощности. Тиристоры и лампы коммутируются лучше.

Блок схема преобразователя УЗ

I. переменным напряжением ультразвуковой частоты

II. усиление электрической энергии ультразвуковой частоты

III. акустический ультразвук

IV. концентратор (Акустический трансформатор).

Преобразователь электрического ультразвукового сигнала в акустический

Концентратор (акустический трансформатор)

В качестве задающего генератора используют мультивибраторы, например УЗГ 8-01; УГГ-4

Преобразователи:

1 – магнитострикционный преобразователь – стержень на котором на котором намотана катушка при изменении магнитного поля стержень изменяет геометрические размеры, для уменьшения вихревых токов стержень стержень выполняют из пластин. Сила звука до 10 Вт/см². Работает с частотами 200кГц

2 Ферритовые (железные) излучатели Р= до 2 Вт/см². Высокая частота ультразвука.

3 Пьезокерамические – кристаллы кварца вырезанные в определенной области кристаллической решетки. При приложение электрического импульса к граням кристалл меняет геометрические размеры Р=до 3 Вт/см². Частота любая.

4 Концентратор – представляет собой стержень переменного сечения присоединенный к излучателю широким концом.

Применение ультразвука

1. Обработка металлов (пробивка фасонных отверстий в деталях);

2. ускорение обезжиривания деталей;

3. сушка материалов;

4. стирка ткани;

5. мойка шерсти;

6. пайка и сваривание металла, пластмасс;

7. контроль качества сварных швов;

8. контроль качества автомобильных шин;

9. пастеризация молока и сока;

10. получение эмульсии;

11. диспергирвование (разбивание) и оакугулеция веществ;

12. ультразвуковая обработка семян;

13. биологическое действие – борьба с насекомыми, отпугивание грызунов.

Пробивка фасонных отверстий в деталях.

Применение в ремонте деталей (наплавка коленвалов, вибродуговая наплавка).

Биологическое действие УЗ:

УЗ используется при пастеризации молока, соков, предпосевная обработка, лечение животных, отпугивание грызунов.

В ветеринарии мощность 1-2 кВт/м², частотой о т сотен кГц до МГц. Лечат масти у коров. Фонофорез (проникновение лекарств внутрь через поверхности кожи, с помощью УЗ. Лучше электрофореза, т.к. лекарство проникает в клетку ткани, а при электрофорезе – между клеток. УЗ применяется для лечения ран, фурункулеза, опорно-двигательного аппарата (суставы) интенсивность 2-4 Вт/см².

Под воздействием УЗ происходит размягчение тканей и ускоряется рассасывание болезней. Лечение связок, сухожилий, воспаление скелетных мышц (миозит). При лечение катаракты глаз (замутнение зрачка) f=800 кГц, 0,3-0,4 Вт/см² (фонофорез).

Лечение опухолей, мужских болезней.

Использование УЗ для связи и информации используется небольшие источники (пример пьезокерамические преобразователи).

Методы получения информации делят:

1. Методы, основанные на изменении скорости распространения УЗ (в зависимости от плотности среды и наличия в ней примесей).

2. Методы, основанные на отражении УЗ на грани двух сред.

Скорость звука и его поглощение зависит от плоскости среза наличия и инородных включений в ней, от её влажности, температуры. Это используется во влагомерах (сорбционные тигрометры).

Используются свойства материалов изменять свои геометрические растворы под действием влажности.

Например: Пьезокварцевые сероционные q датчики.

Разность потенциалов пропорциональна влажности.

ДОВП-1 марка пьезосодержащих д-в. Применяется в составе регуляторов влажности. Диапазон регулирования от 0 до 100 %φ, погрешность 5%, инерционность ≈2 мин.

Применение УЗ для определения жирности молока. Чем больше в молоке жировых мариров, тем больше поглощение УЗ.

1. Генератор;

2. Преобразователь УЗ;

3. Приемник УЗ и преобразователь эл.;

4. Усилитель;

5. Индикатор, приборы.

Жирность 2-6 %, погрешность 0,2-0,3 %.

Приборы на основе отражения УЗ.

Определение супоросности свиноматок или стельности коров.

УЗ пускают через тело животного и судят по плотности.

Датчики для измерения быстропеременных давлений.

1 - стальной корпус; 2,4 – пьезокерамические датчики (из титаната бария); 3,5 – стальные электроды.

Под действием F идет сжатие (растение) д-ков ═> разность потенциалов.

С₁+С₂=С₃, R₁=R₂.

4 – измерительный диск, 2 – для настройки.

При настройке SА разомкнут U_вых.=0. Затем SA замыкают и сигнал идет только с датчика 4.

Электронно-импульсная технология

Применяют дуговой разряд

коронный разряд

искровой разряд

Искровой разряд представляет собой пучок светящихся тонких иногда, сложным образом переплетенных нитей называемых каналами соединения. Каналы представляют из себя плазму или ионизированный газ. Искра широко применяется благодаря своим физическим факторам.

1. Большая плотность тока;

2. Ударная волна;

3. Высокая температура

Энергия искры подводится к объекту в виде кратковременного импульса. Источник питания, как правило, маломощный, а мощность выделяемая в искре очень большая от десятков до млн. кВт.

СУ

М

ИП

АЭ

КЭ

РО

М

ИП – источник питания;

АЭ – аккумулирующий элемент;

КЭ – коммутирующий элемент;

СУ – система управления;

РО – рабочий орган;

М – обработанный материал;

П – готовый продукт.

От источника питания накапливается энергия в АЭ причем за продолжительное время. В качестве АЭ используется конденсаторы (обычно) напряжение может быть от 8 до десятков кВ.

КЭ в это время заперт (используются тиристоры, динисторы, тиратроны, игнитроны …).

К рабочему органу поступает материал М. В это время с помощью СУ открывается КЭ и энергия конденсатора подается на обработанный материал. Время искры от 1 до 10 мксек, (дробление камней, электрообмолот …).

Генераторы импульсов и его характеристики (И.П.)

1. Методы генерирования импульсов

   1. Непосредственные генераторы (электрические машинные, электрические магнитные;

   2. Путем инвертирования силовых импульсов с образованием определенной формы кривой;

   3. Суммирование импульсов.

2. Нагрузка может подключаться как последовательно, так и параллельно, и комбинировано.

3. По характеру влияние нагрузки:

   1. Независимые от нагрузки;

   2. Зависящие от нагрузки.

В независимом генераторе частота не зависит от величины нагрузки.

В зависимых нагрузка возрастает, частота уменьшается.

Релаксационные генераторы.

МЭП – меж электродный промежуток.

При замыкании SA начинает заряжаться С, сопротивление МЭП велико.

Время заряда С определяется постоянной времени заряда.

Когда идет пробой – С разряжается до напряженности недостаточной для пробоя → С снова заряжается.

R – ограничивающее сопротивление, чтобы не тек большой ток разрядки через ИП.

- напряжение заряда конденсатора.

τ – время заряда конденсатора;

Т – постоянное времени заряда, Т=RC;

U_н – номинальное напряжение.

- напряжение на рабочем органе (МЭП)

Т – постоянная времени, Т=R_p·C;

- напряжение на конденсаторе при разряде.

Т_р – постоянная времени разряда.

q_c=C·U_c=c·U_p;

Применение генераторов импульсов