ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВА НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВЕТРЕ Текст научной статьи по специальности «Физика»

Подходящее оборудование

Список оборудвания, прошедшего отбор.

Наименование Тип Производитель Доп. топливо Мощность Ксргус Особенности теплообменника Кол-во ХОДОВ теплообменника Доп. опции теплообменника горелки горелки Автоои истка горелки Доп. опции горелки Вентиляторы Подача топлива Датчики Подключение Автоматика Цена

ROSH - 350 —™ - и*. 350 •5 мм иипяндричеакий трехходовой турбулизиторы факельная жаропрсм ни воздухом авторозжиг, футеровка вентилятор роякига двухшнекогая датчик воды, датчик лямбда »ид встроенное 2 контуров попдазависмыая &50000

BOSH SOLID 2000 В твердотопливны* Германия ДргВеСНЫг крошка 550 в мм Вертикальный трехходовой турбулизиторы объемного жаропрочная воздухом автора зжяг, футеровка горелки вентилятор даушиензваи датчик воды, датчик датчик воды встроенное 2 контуров управление 1Б50500

Bbmaster CS-800 ™™™ Австрия ДОгВйГ-Ыг 926 5 мм Цилиндрически* трехходовой — факельная возяухом авторозжяг. футеровка горелки вентилятор двух шнековая датчик датчик воды, лямбда зонд встроенное ~ - г-, г 1 контура управление 2737200

€■ 2С15 - My ASP. N ЕТ AppliBatiopi

Рисунок 2. Визуализация возможных альтернатив принятия решения (образ принимаемого решения).

Литература

1. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. - СПб: Изд-во СПбГТУ, 1999. -512 с.

2. Гамм А. З., Макаров А. А., Сансев Б. Г. Теоретические основы системных исследований в энергетике. - Новосибирск: Наука, 1986. - 331 стр.

3. Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ/ Под ред. Л.А. Петросяна.

- Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1988.232 с.

4. Ларичев О. И. Некоторые проблемы искусственного интеллекта.// Сборник трудов ВНИИСИ. - 1990.

- №10. - Стр. 3-9.

5. Мелентьев Л.А. Системные исследования в энергетике. Элементы теории, направления развития. -М.: Наука, 1983. - 454 с.

6. Проскуряков В. М., Самулявичус Р. И. Эффективность использования топливно-энергетических ресурсов: показатели, факторы роста, анализ. - М.: Экономика, 1988. - 176 стр.

7. Советов Б. Л., Яковлев С. А. Моделирование систем. - М.: Высшая школа, 1985.- 271 стр.

8. Соуфер С., Заборски О. Биомасса как источник энергии: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985.- 368 с.

9. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. - М.:СИНТЕГ, 1998. - 376 с. - Серия "Информатизация России на пороге XXI века".

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВА НА ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВЕТРЕ

Васильев Владимир Владимирович

Аспирант, Рязанский государственный радиотехнический университет, г. Рязань

Верещагин Николай Михайлович

кандидат тех. наук, доцент, Рязанский государственный радиотехнический университет, г. Рязань INVESTIGATION OF THE DEVICE ON IONIC WIND

Vasilev Vladimir, postgraduate, Ryazan State Radio Engineering University, Ryazan

Vereshchagin Nikolay, Candidate of Science, assistant professor Ryazan State Radio Engineering University, Ryazan АННОТАЦИЯ

В работе исследуется установка для прокачки воздуха на эффекте электрического ветра в коронном разряде. Установлено, что максимальная скорость воздушного потока слабо зависит от радиуса кривизны зуба коро-нирующего электрода и расстояния между зубьями. ABSTRACT

In this paper the system for pumping air ionic wind effect in the corona discharge. Is established that the maximum air velocity is weakly dependent on the radius of curvature of the tooth of the discharge electrode and the distance between the teeth.

Ключевые слова: электрический ветер; коронный разряд. Keywords: ionic wind; corona discharge.

В работе исследуется устройство (рис. 1), работающее на эффекте электрического ветра в коронном разряде [1, с. 64]. Устройство предназначено для прокачки газа.

Достоинствами такого метода по сравнению с традиционными вентиляторами является: отсутствие подвижных деталей, низкий уровень шума, возможность работы при высокой температуре.

В отличие от традиционной схемы для получения воздуха. Оно состоит из коронирующего электрода (1), электрического ветра «острие-плоскость», данное устрой- осадительных электродов в виде трубок (2, 3) и высоко-ство позволяет получить на выходе направленный поток вольтного источника питания (Шп).

Рисунок 1. Структурная схема экспериментальной установки (1 - коронирующий электрод, 2, 3 - осадительные электроды, 4 - анемометр)

В качестве коронирующего электрода используется пластина из нержавеющей стали, одна сторона которой выполнена в виде зубьев треугольной формы. Длина коронирующего электрода 90 мм.

Осадительные электроды выполнены в виде трубок из нержавеющей стали диаметром 6 мм и длиной 130 мм. Во всех экспериментах расстояние между осадитель-ными электродами составляет Н = 6 мм.

Выбор нержавеющей стали в качестве материала электродов обусловлен коррозийной стойкостью к озону.

Эксперименты проводились для различных расстояний между коронирующим и осадительными электродами L = 6 мм; 8 мм; 10 мм.

Исследуются коронирующие электроды с треугольными (рис. 2) и острыми (рис. 3) зубьями различных размеров: 3х4 мм, 4х6 мм, 6х8 мм, 8х10 мм - где первая цифра высота зуба, а вторая - основание зуба. При профиле зуба 3х4 мм общее количество зубьев на корониру-ющем электроде составляет 22 шт., для 4х6 мм - 15 шт., для 6х8 мм - 11 шт. и для 8х10 мм - 9 шт. Расстояния между соседними зубьями меняются от 4 мм до 10 мм с шагом 2 мм.

Рисунок 2. Фотография коронирующего электрода с треугольными зубьями

Для различных коронирующих электродов с треугольными зубьями угол острия составляет 70±2°. Радиус кривизны равен гтр = 0,18 мм._

К=0,09 мм

Рисунок 3. Фотография коронирующего электрода с острыми зубьями

Для различных коронирующих электродов с острыми зубьями угол острия составляет 35±2°. Радиус кривизны равен гостр = 0,09 мм.

Исходя из этого получаем, что радиус кривизны для электродов с острыми зубьями в 2 раза меньше радиуса кривизны треугольных зубьев (гтр « 2гостр).

Все эксперименты проводились на атмосферном воздухе комнатной температуры.

Напряжение зажигания отрицательного коронного разряда для электродов с треугольными зубьями 3х4 мм составляет из = 7,2 кВ, а для коронирующего электрода с острыми зубьями 3х4 мм - из = 5,6 кВ при межэлектродном расстоянии L = 10 мм.

С увеличением расстояние между зубьями напряжение зажигания снижается и составляет для треугольного зуба 6х8 мм из = 5,8 кВ, а для острого зуба 6х8 мм -из = 5,2 кВ при межэлектродном расстоянии L = 10 мм.

При малом расстоянии (менее 3 мм) между соседними остриями существенный вклад в зажигание коронного разряда вносит взаимная электростатическая экранировка [2, с. 4], которая снижает напряженность поля на вершине острий. Поэтому для зажигания разряда и для обеспечения определенной величины тока требуется более высокое напряжение.

На рис. 5 изображены вольтамперные характеристики для коронирующих электродов с разным количеством зубьев.

С увеличением числа зубьев (уменьшением расстояния между зубьями) происходит увеличение общего тока разряда, т.к. увеличивается количество областей ионизации. Это приводит к большей мощности, вводимой в разряд. При дальнейшем уменьшении расстояния между зубьями менее 3 мм, наблюдается возрастание плотности пространственного заряда ионов во внешней

На рис. 4 изображены вольтамперные характеристики для коронирующих электродов с треугольным и острым зубом размером 3х4 мм при различных межэлектродных расстояниях L. Для коронирующих электродов с другими размерами зубьев, зависимости выглядят аналогично.

области короны, которая играет определяющую роль в ограничении тока [2, с. 4].

Чтобы оценить, какая часть мощности расходуется на передачу поступательного движения молекулам воздуха, при увеличении мощности за счет увеличения числа зубьев и уменьшения радиуса кривизны, проводились измерение скорости потока воздуха.

Для измерения скорости воздушного потока использовался крыльчатый анемометр WindMate 100 с точностью 0,1 м/с. Погрешность измерений составляет ± 3 %. Анемометр располагался на расстоянии 30 мм от осади-тельных электродов, на одной оси с коронирующим электродом. Таким образом, осуществлялось измерение наибольшей скорости в воздушном потоке.

На рис. 6 представлены зависимости скорости воздушного потока от напряжения для различных межэлектродных расстояний L, при профиле зуба коронирующего электрода 3х4 мм. Для коронирующих электродов с другими размерами зуба, характер зависимостей сохраняется.

С увеличением межэлектродного расстояния L увеличивается максимальная скорость воздушного потока. Это объясняется тем, что в распределении электрического поля возрастает составляющая, вектор которой направлен по направлению потока газа [3, с. 149]. Энергия, приобретаемая ионами, увеличивается, следовательно, возрастает общая скорость потока. Чем больше расстояние L,

3х4 мм

1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

и, кВ

остр., L=6мм остр., L=8мм остр., L=10мм тр., L=6мм тр., L=8мм тр., L=10мм

Рисунок 4. Вольтамперные характеристики коронного разряда при размере зуба 3х4 мм

5

тем большее напряжение можно приложить к корониру-ющему электроду. Также при увеличении расстояния L

увеличивается внешняя область коронного разряда, в которой происходит ускорение ионов под действием электрического поля.

L=6 мм

1,2 1

N=9, остр. N=9, треуг. N=22, остр. N=22, треуг.

5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11

U, кВ

Рисунок 5. Вольтамперные характеристики коронного разряда при межэлектродном расстоянии L=6 мм

Рисунок 6. Зависимости скорости воздушного потока от напряжения для коронирующих электродов с размером

зуба 3х4 мм

Для каждой пары коронирующих электродов с одинаковыми размерами зубьев наблюдалось, что скорость воздушного потока слабо зависит от радиуса кривизны зуба в диапазоне от 0,09 мм до 0,2 мм.

Полученные максимальные скорости воздушного потока для данной установки слабо зависят от количества зубьев при одинаковом межэлектродном расстоянии (рис. 7). Для коронирующих электродов с треугольными зубьями закономерности сохраняются.

Рисунок 7. Зависимости максимальной скорости воздушного потока от числа зубьев на единицу длины электрода

X CD

Е >

4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0

: ;

острые зубья

Ж

I

ж •

:

L=6 мм L=8 мм A L=10 мм

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

N, кол-во зубьев

Наибольшие максимальные скорости соответствуют коронирующим электродам с 15 зубьями, т.е. расстояние между соседними зубьями равно 6 мм. С увеличением количества зубьев (уменьшение расстояния между остриями) происходит взаимная электростатическая экранировка, как было отмечено выше. При уменьшении числа зубьев уменьшается число точек ионизации и, как следствие, уменьшается концентрация ионов, которые передают часть своей энергии на поступательное движение молекул воздуха.

Проведенные исследования показали, что уменьшение радиуса кривизны зуба коронирующего электрода и уменьшение расстояния между зубьями, не дают существенного увеличения максимальной скорости воздушного потока.

Литература

1. Верещагин Н.М., Королев А.Е., Васильев В.В., Ше-марин К.В. Исследование вентилятора коронного разряда // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. № 4, выпуск 46, ч. 3. - Рязань, 2013.

2. Козлов Б.А., Соловьев В.И. Предельный ток много-острийного коронного разряда // Журнал технической физики. Том 76, вып. 7. - 2006.

3. Верещагин Н.М.,. Васильев В.В, Королев А.Е., Ше-марин К.В. Проектирование конструкции электродной системы вентилятора коронного разряда с максимальной скоростью электрического ветра // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. №2, выпуск 48. - Рязань. 2014.

ОБЩАЯ СХЕМА РАЗВИТИЯ ПРОЦЕССА АНТРОПОГЕННОЙ ДЕГРАДАЦИИ

ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Горюнова Светлана Васильевна

доктор биол. наук, профессор, Московский городской педагогический университет, г. Москва

Суздалева Антонина Львовна доктор биол. наук, профессор, Московский энергетический институт, г. Москва

GENERAL CHART OF DEVELOPMENT OF PROCESS TO ANTHROPOGENIC DEGRADATION OF WATER OBJECTS Goryunova Svetlana Vasilievna, Doctor of Science, professor, of Moscow City Teachers' Training University, Moscow Suzdaleva Antonina Lvovna, Doctor of Science, professor of Moscow power engineering Institute, Moscow АННОТАЦИЯ

Рассмотрена общая схема развития процесса антропогенной (техногенной) деградации водных объектов. Выделены основные фазы процесса антропогенной деградации, каждая из которых характеризуется определенным уровнем состояния водного объекта, и предложены мероприятия по предотвращению дальнейшей антропогенной деградации водных объектов для каждой фазы. ABSTRACT

The general chart of development of process of anthropogenic (technogenic) degradation of water objects is considered. The general chart of development of process of anthropogenic (technogenic) degradation of water objects is considered. The