CC BY
36
2(18)2012 Механизация и электрификация животноводства, растениеводства
•МЕТИЗАЦИЯ
И ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ
ЖИВОТНОВОДСТВА,
РАСТЕНИЕВОДСТВА
г
УДК 633.15:581.1.03
ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЗДУШНОГО ПОТОКА НА ВОЛЬТАМПЕРНУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ ПРОТОЧНОГО ЭЛЕКТРООЗОНАТОРА
© 2012 г. Н. В. Ксепз, Л. В. Белоусов, Н.Г. Леонтьев, И. Г. Сидорцов
Исследовалось влияние скорости воздушного потока на вольтамперные характеристики проточного электроозонатора. Показано, что влияние скорости воздушного потока с увеличением напряжения горения разряда существенно уменьшается. Установлено, что на вольтамперные характеристики положительной короны воздушный поток практически не влияет.
Ключевые слова: воздушный поток, электроозонатор, вольтамперная характеристика, разряд.
Influence of physical characteristics of an air stream on the current-versus-voltage characteristic of a flowing electrical ozonizer is investigated. It is determined that influence of air stream speed essentially decreases with increase in tension of discharge burning. It is established that the air stream practically doesn't influence on the current-versus-voltage characteristics of a positive corona.
Key words: ozon, electrical ozonizer, negative corona, discharge.
В связи с тем, что разрабатываемые электроозонаторные установки [1, 2], могут быть применены в проточных системах вентиляции производственных помещений, необходимо рассмотреть вопрос о влиянии
скорости воздушных потоков на их вольтамперные характеристики. В нашем случае воздушный поток направлен перпендикулярно разрядному промежутку электроозо-наторной установки (рис. 1).
Рис. 1. Схема обдува воздушным потоком разрядного промежутка проточного озонатора: 1 - воздуховод; 2 - изолятор; 3 - электрод с коронирующими иглами;
4 - приемный электрод
5
Вестник аграрной науки Дона
2(18)2012
В работе [3] приведена формула вольтамперной характеристики для коро-
4=1,4-ю-11
где I к - ток короны, мА;
Рй - давление, равное одной атмосфере;
Р - существующее давление; г; - скорость воздушного потока, м/с; UQ - начальное напряжение разряда, кВ;
нирующего острия, помещенного в аэродинамическую трубу,
( р Y'5 /
• -f о), (1)
\Р)
воздушного потока ток разряда будет равен:
/„ -/„ L (2)
где / -ток разряда при наличии воздушного потока, мА;
10 - ток разряда в отсутствие
//-текущее напряжение разряда, кВ.
Из этого выражения не ясно, какая же часть заряда выносится воздушным потоком из разрядного промежутка. В связи с этим нами была предпринята попытка теоретически проанализировать влияние скорости воздушного потока на вольтампер-ную характеристику разряда. При наличии
воздушного потока, мА;
/к - ток, обусловленный зарядом, уносимым потоком, мА.
Ток в отсутствие воздушного потока для отрицательной короны в работе [4] предлагается определить следующим выражением:
lg/0 = -,25lg // + 0,018lg А - 0,035lg а - 0,025lg с/ - 0,999 , (3)
где/,, -ток в микроамперах;
U — напряжение на электродах, кВ;
L - межэлектродное расстояние, мм; а - угол острия;
d— диаметр острия, мм.
Ток разряда с учетом наличия воздушного потока, определяется следующим выражением:
lg 1р= 2,25 lg U + 0,018 lg L - 0,035 lg а - 0,025 lg d - 0,114 lg и - 0,999, (4)
где и - скорость воздушного потока, м/с.
Экспериментальные исследования проводились при изменении скорости воздушного потока от 0 до 13,5 м/с через каждые 2,0 м/с (рис. 2). Анализ этих графических зависимостей показывает, что для отрицательной короны влияние воздушного потока на вольтамперную характеристику начинает сказываться только при скорости воздушного потока =13,0 м/с, но с увеличением напряжения на электродах это влияние значительно уменьшается, т.е. в поперечной составляющей движения заряда будет больше продольных составляющих.
Аппроксимация вольтамперных характеристик (I, 2) для отрицательной короны выражениями (3) и (4) показала, что при напряжении ниже U = 8,0 кВ ошибка составляет 16.. .20%. При повышении напряжения ошибка составляет 2...5%.
Что касается вольтамперной характеристики (3, 4) положительной короны, то воздушный поток при исследуемых скоростях не оказывает существенного влияния на эту характеристику.
На основании теоретических предположений и результатов экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы:
- влияние воздушного потока на вольтамперную характеристику разряда заметно проявляется при скоростях воздушного потока больше 10 м/с;
- при увеличении напряжения разряда выше 8 кВ это влияние значительно уменьшается;
- воздушный поток при исследуемых скоростях не оказывает существенного влияния на вольтамперную характеристику положительной короны.
6
2(18)2012 Механизация и электрификация животноводства, растениеводства
■ 1 - v=0 м/с; • 2 -v=13,5m/c; ^^3 + v=0 м/с; ^^4 +v=13,5m/c
Рис. 2. Зависимость ВАХ разряда от скорости воздушного потока для отрицательной короны 1, 2 и для положительной короны 3, 4
Литература
1. Ксенз, Н.В. Малоэнергоемкие вентиляционные установки на базе коронного разряда / Н.В. Ксенз // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1986.-№4.- С. 56-57.
2. О возможности использования ионного вентилятора как зоны зарядки в двухзонных электрофильтрах / В.Б. Файн,
А.М. Бахарев и др. // Вестник ЧГАУ. - Челябинск, 2000. Т 30.
3. Hendrik R. (lr.), Chapman., S., Bull. Amer. Meth , Soc. 36., 544 (1955).
4. Ксенз, Н.В. Электроозонирование воздушной среды животноводческих помещений: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Н.В. Ксенз. - Зерноград, 1991. - 229 с.
Сведения об авторах
Ксенз Николай Васильевич - д-р техн. наук, профессор кафедры физики Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Тел. (86359)38-4-06.
Белоусов Александр Васильевич - канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры физики Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Тел. 8(86359)43-4-14. E-mail: [email protected].
Леонтьев Николай Георгиевич - канд. физ.-мат. наук, доцент, зав. кафедрой физики Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Тел. 8(86359)43-1-34. E-mail: [email protected].
7
Вестник аграрной науки Дона
2(18)2012
Сидорцов Иван Георгиевич - канд. техн. наук, ст. преподаватель кафедры физики Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград).
Тел. (86359)42-5-19.
Information about the authors
Ksenz Nickolay Vasilievich - Doctor of Technical Sciences, professor of the physics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zemograd).
Phone: 8(86359)38-4-06.
Belousov Alexsander Vasilievich - Candidate of Physico-Mathematical Sciences, associate professor of the physics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zemograd), Phone: 8(86359)43-4-14. E-mail: [email protected].
Leontev Nicolai Georgievich - Candidate of Physico-Mathematical Sciences, chief of the physics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zemograd).
Phone: 8(86359)43-1-34. E-mail: [email protected].
Sidortsov Ivan Georgievich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor of the Physics department, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zemograd).
Phone: (86359)42-5-19. E-mail: [email protected].
УДК 621,3.02: 621,311.13
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ
© 2012 г. А. И. Сергиенко
Предложена инженерная методика, позволяющая ответить на весь комплекс вопросов, связанных с определением СС (модули Ui и U2 и аргументы (pi и срд). Методика основана на применении «метода трех вольтметров».
Ключевые слова: метод симметричных составляющих, коэффициент несимметрии по напряжению (току) обратной последовательности, параметры качества электроэнергии.
The engineering technique, allowing to answer all complex of questions connected with SS definition (Ui and U2 modules and cpi <p2 arguments) is offered. The technique is based on application of «three voltmeters method».
Key words: symmetric components method, coefficient of skewness on feedback tension (current), parameters of electric power quality.
ГОСТ 13109-97 [1] регламентирует показатели качества электроэнергии. Одним из показателей является коэффициент несимметрии по напряжению обратной последовательности K2ij.
Анализ литературных источников, например [2, 3] и ряда других, показал достоинства и недостатки предпринятых попыток решить задачу определения К2ц при помощи «метода трех вольтметров».
Среди основных недостатков можно отметить следующее: громоздкость аналитических выражений для определения модулей симметричных составляющих [2], что предполагает составление вспомогательных расчетных таблиц, которые весьма громоздки для использования в повседневной инженерной практике:
- неполнота получаемой информации, (отсутствие формул для аргументов
8
