மின்சார வாயு சுத்தம் - மின்னியல் வீழ்படிவுகளின் செயல்பாட்டின் இயற்பியல் அடிப்படை

ஒரு வலுவான மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் மண்டலத்தின் வழியாக தூசி நிறைந்த வாயுவை நீங்கள் கடந்து சென்றால், கோட்பாட்டளவில் தூசி துகள்கள் மின்சார கட்டணம் பெற மேலும் வேகமடையத் தொடங்கும், மின்புலத்தின் விசையின் கோடுகளுடன் மின்முனைகளுக்கு நகரும், அதைத் தொடர்ந்து அவற்றின் மீது படியும்.

இருப்பினும், ஒரு சீரான மின்சார புலத்தின் நிலைமைகளின் கீழ், வெகுஜன அயனிகளின் தலைமுறையுடன் தாக்க அயனியாக்கத்தைப் பெற முடியாது, ஏனெனில் இந்த விஷயத்தில் மின்முனைகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியின் அழிவு நிச்சயமாக ஏற்படும்.

ஆனால் மின்சார புலம் சீரற்றதாக இருந்தால், தாக்க அயனியாக்கம் இடைவெளியின் முறிவுக்கு வழிவகுக்காது. எடுத்துக்காட்டாக, விண்ணப்பிப்பதன் மூலம் இதை அடையலாம் வெற்று உருளை மின்தேக்கி, மத்திய மின்முனைக்கு அருகில், மின்புல அழுத்தம் E வெளிப்புற உருளை மின்முனையை விட அதிகமாக இருக்கும்.

மத்திய மின்முனைக்கு அருகில், மின்சார புல வலிமை அதிகபட்சமாக இருக்கும், அதிலிருந்து வெளிப்புற மின்முனைக்கு நகரும் போது, ​​E வலிமை முதலில் விரைவாகவும் கணிசமாகவும் குறையும், பின்னர் தொடர்ந்து குறையும், ஆனால் மெதுவாக.

மின்முனைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம், நாம் முதலில் ஒரு நிலையான செறிவூட்டல் மின்னோட்டத்தைப் பெறுகிறோம், மேலும் மின்னழுத்தத்தை மேலும் அதிகரிப்பதன் மூலம், மத்திய மின்முனையில் ஒரு முக்கியமான மதிப்பு மற்றும் அதிர்ச்சியின் தொடக்கத்தில் மின்சார புல வலிமை அதிகரிப்பதை நாம் அவதானிக்க முடியும். அதன் அருகில் அயனியாக்கம்.

மின்னழுத்தம் மேலும் அதிகரிக்கப்படுவதால், தாக்க அயனியாக்கம் சிலிண்டரில் பெருகிய முறையில் பெரிய பகுதியில் பரவுகிறது மற்றும் மின்முனைகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளியில் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கும்.

இதன் விளைவாக, ஒரு கொரோனா வெளியேற்றம் ஏற்படும், எனவே தூசி துகள்களை சார்ஜ் செய்ய அயனி உருவாக்கம் போதுமானதாக இருக்கும், இடைவெளியின் இறுதி உடைப்பு ஒருபோதும் நடக்காது.

ஒரு வாயுவில் தூசி துகள்களை சார்ஜ் செய்வதற்காக கரோனா வெளியேற்றத்தைப் பெற, ஒரு உருளை மின்தேக்கி மட்டுமல்ல, அவற்றுக்கிடையே ஒரு சீரற்ற மின்சார புலத்தை வழங்கக்கூடிய மின்முனைகளின் வேறுபட்ட உள்ளமைவும் பொருத்தமானது.

உதாரணமாக, பரவலாக மின் வடிகட்டிகள், இதில் இணைத்தட்டுகளுக்கு இடையில் பொருத்தப்பட்ட டிஸ்சார்ஜ் மின்முனைகளின் வரிசையைப் பயன்படுத்தி ஒரு சீரற்ற மின்சார புலம் உருவாக்கப்படுகிறது.

கரோனா ஏற்படும் முக்கியமான மன அழுத்தம் மற்றும் முக்கியமான அழுத்தத்தை தீர்மானிப்பது தொடர்புடைய பகுப்பாய்வு சார்புகளின் காரணமாக செய்யப்படுகிறது.

ஒரு ஒத்திசைவற்ற மின்சார புலத்தில், மின்முனைகளுக்கு இடையில் வெவ்வேறு அளவிலான ஒத்திசைவின்மை கொண்ட இரண்டு பகுதிகள் உருவாகின்றன. மெல்லிய மின்முனைக்கு அருகில் எதிர்-அடையாள அயனிகள் மற்றும் இலவச எலக்ட்ரான்களின் உருவாக்கத்தை கொரோனா பகுதி ஊக்குவிக்கிறது.

இலவச எலக்ட்ரான்கள், எதிர்மறை அயனிகளுடன் சேர்ந்து, நேர்மறை வெளிப்புற மின்முனைக்கு விரைகின்றன, அங்கு அவை எதிர்மறை கட்டணத்தை அளிக்கின்றன.

இங்குள்ள கரோனா ஒரு குறிப்பிடத்தக்க அளவு மூலம் வேறுபடுகிறது, மேலும் மின்முனைகளுக்கு இடையிலான முக்கிய இடைவெளி இலவச எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளால் நிரப்பப்படுகிறது.

குழாய் மின்னியல் வீழ்படிவுகளில், 20 முதல் 30 செமீ விட்டம் கொண்ட செங்குத்து குழாய்கள் வழியாக வெளியேற்றப்படும் வாயு, குழாய்களின் மைய அச்சில் 2 - 4 மிமீ மின்முனைகள் நீட்டிக்கப்படுகின்றன. குழாய் ஒரு சேகரிக்கும் மின்முனையாகும், ஏனெனில் சிக்கிய தூசி அதன் உள் மேற்பரப்பில் குடியேறுகிறது.

ஒரு தட்டு வீழ்படிவானது தட்டுகளுக்கு இடையில் மையப்படுத்தப்பட்ட வெளியேற்ற மின்முனைகளின் வரிசையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் தூசி தட்டுகளில் குடியேறுகிறது.அத்தகைய மழைவீழ்ச்சியின் வழியாக தூசி நிறைந்த வாயு செல்லும் போது, ​​அயனிகள் தூசி துகள்கள் மீது உறிஞ்சப்பட்டு, இதனால் துகள்கள் விரைவாக சார்ஜ் செய்யப்படுகின்றன. சார்ஜ் செய்யும் போது, ​​தூசி துகள்கள் சேகரிக்கும் மின்முனையை நோக்கி நகரும்போது அவை துரிதப்படுத்தப்படுகின்றன.

வெளிப்புற மண்டலத்தில் தூசி இயக்கத்தின் வேகத்தை தீர்மானிப்பவர்கள் கரோனா வெளியேற்றம் துகள் மின்னழுத்தம் மற்றும் ஏரோடைனமிக் காற்று விசையுடன் மின்சார புலத்தின் தொடர்பு ஆகும்.

தூசி துகள்கள் சேகரிக்கும் மின்முனையை நோக்கி நகரும் விசை- மின்முனைகளின் மின்சார புலத்துடன் துகள்களின் கட்டணத்தின் தொடர்புகளின் கூலம்ப் விசை… துகள் சேகரிக்கும் மின்முனையை நோக்கி நகரும் போது, ​​செயலில் உள்ள கூலம்ப் விசை தலை இழுக்கும் விசையால் சமப்படுத்தப்படுகிறது. சேகரிக்கும் மின்முனைக்கு ஒரு துகள் சறுக்கல் வேகத்தை இந்த இரண்டு சக்திகளையும் சமன் செய்வதன் மூலம் கணக்கிடலாம்.

மின்முனையில் துகள் படிவின் தரம் போன்ற காரணிகளால் பாதிக்கப்படுகிறது: துகள் அளவு, அவற்றின் வேகம், கடத்துத்திறன், ஈரப்பதம், வெப்பநிலை, மின்முனை மேற்பரப்பின் தரம் போன்றவை.ஆனால் மிக முக்கியமான விஷயம் தூசியின் மின் எதிர்ப்பு. மிகப்பெரியது எதிர்ப்பு தூசி குழுக்களாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது:

104 Ohm * cm க்கும் குறைவான குறிப்பிட்ட மின் எதிர்ப்பைக் கொண்ட தூசி

அத்தகைய துகள் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சேகரிப்பு மின்முனையுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​​​அது உடனடியாக அதன் எதிர்மறை கட்டணத்தை இழந்து, உடனடியாக மின்முனையில் நேர்மறை மின்னூட்டத்தைப் பெறுகிறது. இந்த வழக்கில், துகள் உடனடியாக மின்முனையிலிருந்து எளிதாக எடுத்துச் செல்லப்படும், மேலும் துப்புரவு திறன் குறையும்.

104 முதல் 1010 ஓம் * செமீ வரையிலான குறிப்பிட்ட மின் எதிர்ப்பைக் கொண்ட தூசி.

அத்தகைய தூசி மின்முனையில் நன்றாக குடியேறுகிறது, குழாயிலிருந்து எளிதில் அசைக்கப்படுகிறது, வடிகட்டி மிகவும் திறமையாக செயல்படுகிறது.

1010 ஓம் * செமீக்கு மேல் குறிப்பிட்ட மின் எதிர்ப்பைக் கொண்ட தூசி.

எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் ப்ரிசிபிடேட்டரால் தூசி எளிதில் பிடிக்கப்படாது. துரிதப்படுத்தப்பட்ட துகள்கள் மிக மெதுவாக வெளியேற்றப்படுகின்றன, மின்முனையில் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் அடுக்கு தடிமனாக மாறும். சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அடுக்கு புதிதாக வரும் துகள்கள் படிவதைத் தடுக்கிறது. சுத்தம் செய்யும் திறன் குறைகிறது.

அதிக மின் எதிர்ப்பைக் கொண்ட தூசி - மேக்னசைட், ஜிப்சம், ஈயத்தின் ஆக்சைடுகள், துத்தநாகம், முதலியன. அதிக வெப்பநிலை, மிகவும் தீவிரமாக தூசி எதிர்ப்பு முதலில் அதிகரிக்கிறது (ஈரப்பதத்தின் ஆவியாதல் காரணமாக), பின்னர் எதிர்ப்பு குறைகிறது. வாயுவை ஈரப்படுத்தி, அதில் சில வினைகளை (அல்லது சூட், கோக் துகள்கள்) சேர்ப்பதன் மூலம், தூசியின் எதிர்ப்பைக் குறைக்கலாம்.

வடிகட்டியில் நுழையும் போது, ​​சில தூசிகள் வாயுவால் எடுக்கப்பட்டு மீண்டும் எடுத்துச் செல்லப்படலாம், இது வாயு வேகம் மற்றும் சேகரிக்கும் மின்முனையின் விட்டம் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. ஏற்கனவே சிக்கியிருக்கும் தூசியை உடனடியாக தண்ணீரில் கழுவுவதன் மூலம் இரண்டாம் நிலை உட்செலுத்தலைக் குறைக்கலாம்.

வடிகட்டியின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு சில தொழில்நுட்ப காரணிகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.அதிக வெப்பநிலை, அதிக கொரோனா மின்னோட்டம்; இருப்பினும், முறிவு மின்னழுத்தம் குறைவதால் வடிகட்டியின் நிலையான இயக்க மின்னழுத்தம் குறைகிறது. அதிக ஈரப்பதம் குறைந்த கொரோனா மின்னோட்டத்தைக் குறிக்கிறது. அதிக வாயு வேகம் குறைந்த மின்னோட்டம் என்று பொருள்.

தூய்மையான வாயு - அதிக கொரோனா மின்னோட்டம், தூசி நிறைந்த வாயு - குறைந்த கொரோனா மின்னோட்டம். இதன் முக்கிய அம்சம் என்னவென்றால், அயனிகள் தூசியை விட 1000 மடங்கு வேகமாக நகரும், எனவே துகள்கள் சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, ​​​​கொரோனா மின்னோட்டம் குறைகிறது மற்றும் வடிகட்டியில் அதிக தூசி இருந்தால், கொரோனா மின்னோட்டம் குறைகிறது.

மிகவும் தூசி நிறைந்த சூழ்நிலைகளில் (Z1 25 முதல் 35 g / m23 வரை) கொரோனா மின்னோட்டம் கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியமாகக் குறையும் மற்றும் வடிகட்டி வேலை செய்வதை நிறுத்தும். இது கிரீடம் பூட்டுதல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

பூட்டப்பட்ட கரோனா தூசித் துகள்களுக்கு போதுமான மின்னூட்டத்தை வழங்க அயனிகளின் பற்றாக்குறையை ஏற்படுத்துகிறது. கிரீடம் அரிதாகவே முழுமையாகப் பூட்டப்பட்டாலும், தூசி நிறைந்த சூழலில் மின்னாற்றல் வீழ்படிவானது சிறப்பாகச் செயல்படாது.

உலோகவியலில், தட்டு எலக்ட்ரோஃபில்டர்கள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை அதிக செயல்திறன் கொண்டவை, குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வுடன் 99.9% தூசியை நீக்குகின்றன.

ஒரு எலக்ட்ரோஃபில்டரைக் கணக்கிடும்போது, ​​அதன் செயல்திறன், செயல்பாட்டின் செயல்திறன், ஒரு கரோனாவை உருவாக்க ஆற்றல் நுகர்வு, அதே போல் மின்முனைகளின் மின்னோட்டம் ஆகியவை கணக்கிடப்படுகின்றன. வடிகட்டியின் செயல்திறன் அதன் செயலில் உள்ள பகுதியின் பகுதியால் கண்டறியப்படுகிறது:

எலக்ட்ரோஃபில்டரின் செயலில் உள்ள பகுதியின் பகுதியை அறிந்து, சிறப்பு அட்டவணையைப் பயன்படுத்தி பொருத்தமான வடிகட்டி வடிவமைப்பு தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது. வடிகட்டி செயல்திறனைக் கண்டறிய, சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தவும்:

தூசித் துகள்களின் அளவு வாயு மூலக்கூறுகளின் சராசரி கட்டற்ற பாதையுடன் (சுமார் 10-7 மீ) பொருத்தமாக இருந்தால், அவற்றின் விலகலின் வேகத்தை சூத்திரத்தால் கண்டறியலாம்:

பெரிய ஏரோசல் துகள்களின் சறுக்கல் வேகம் சூத்திரத்தால் கண்டறியப்படுகிறது:

ஒவ்வொரு தூசிப் பகுதிக்கும் வடிகட்டியின் செயல்திறன் தனித்தனியாக உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, அதன் பிறகு மின்னியல் வீக்கத்தின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் நிறுவப்பட்டது:

வடிகட்டியில் உள்ள மின்சார புலத்தின் இயக்க தீவிரம் அதன் கட்டுமானம், மின்முனைகளுக்கு இடையிலான தூரம், கொரோனா மின்முனைகளின் ஆரம் மற்றும் அயனிகளின் இயக்கம் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. எலக்ட்ரோஃபில்டருக்கான வழக்கமான இயக்க மின்னழுத்த வரம்பு 15 * 104 முதல் 30 * 104 V / m வரை இருக்கும்.

உராய்வு இழப்புகள் பொதுவாக கணக்கிடப்படுவதில்லை, ஆனால் வெறுமனே 200 Pa என்று கருதப்படுகிறது. கரோனாவை உருவாக்குவதற்கான ஆற்றல் நுகர்வு சூத்திரத்தால் கண்டறியப்படுகிறது:

உலோகத் தூசி சேகரிக்கும் போது மின்னோட்டம் பின்வருமாறு நிறுவப்பட்டுள்ளது:

எலக்ட்ரோஃபில்டரின் இன்டர்லெக்ட்ரோட் தூரம் அதன் கட்டுமானத்தைப் பொறுத்தது. தூசி சேகரிப்பின் தேவையான அளவைப் பொறுத்து சேகரிக்கும் மின்முனைகளின் நீளம் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.

எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் ப்ரிசிபிடேட்டர்கள் பொதுவாக சுத்தமான மின்கடத்தா மற்றும் சுத்தமான கடத்திகளிலிருந்து தூசியைப் பிடிக்கப் பயன்படுவதில்லை. சிக்கல் என்னவென்றால், அதிக கடத்தும் துகள்கள் எளிதில் சார்ஜ் செய்யப்படுகின்றன, ஆனால் அவை சேகரிக்கும் மின்முனையில் விரைவாக வெளியேற்றப்படுகின்றன, எனவே அவை உடனடியாக வாயு நீரோட்டத்திலிருந்து அகற்றப்படுகின்றன.

மின்கடத்தா துகள்கள் சேகரிக்கும் மின்முனையில் குடியேறி, அதன் கட்டணத்தைக் குறைத்து, தலைகீழ் கரோனா உருவாவதற்கு வழிவகுக்கும், இது வடிகட்டி சரியாக வேலை செய்வதைத் தடுக்கிறது. எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் ப்ரிசிபிடேட்டருக்கான சாதாரண இயக்க தூசி உள்ளடக்கம் 60 g / m23 க்கும் குறைவாக உள்ளது, மேலும் மின்னியல் படிவுகள் பயன்படுத்தப்படும் அதிகபட்ச வெப்பநிலை +400 ° C ஆகும்.

இந்த தலைப்பில் மேலும் பார்க்கவும்:

மின்னியல் வடிகட்டிகள் - சாதனம், செயல்பாட்டுக் கொள்கை, பயன்பாட்டின் பகுதிகள்