Глава 5. Аэрозольные электрогазодинамические

ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И УСТРОЙСТВА

5.1.Общая характеристика

ЭЛЕКТРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ

В аэрозольных электрогазодинамических устройствах имеет место одновременное движение заряженных жидких или твердых частиц малого размера в электрическом поле и под действием потока газа или воздуха. Отличительной чертой этих устройств является то, что роль газового потока не сводится только к пассивному переносу частиц. Более того, взаимодействия заряженных движущихся в электрическом поле частиц с потоком приводит к существенному изменению газодинамических характеристик самих потоков: скорости, давления, температуры. Это связано с отбором или вводом дополнительной энергии в поток.

Основным элементом электрогазодинамического устройства является профилированный газодинамический канал с диэлектрическими стенками (рис. 5.1). Профиль канала рассчитывается таким образом, чтобы получить наиболее благоприятное для работы устройства распределение скорости и давления в потоке по длине. Например, в наиболее узкой части канала получается наибольшая скорость. Для того, чтобы обеспечить при возрастании скорости переход через звуковой барьер, используется сопло специальной формы  сопло Лаваля  состоящее из сочетания сходящихся  расходящихся конических частей.

Рис.5.1 . Общая схема электрогазодинамического устройства

1 – профилированное сопло; 2,3,4 – электроды;

5 – частицы аэрозоля.

Вторым важным элементом устройства является ряд электродов, кольцевых или в виде игл и сеток, которые соединены с источником высокого напряжения или подключены к нагрузке (рис. 5.1, электроды 2, 3, 4). В зависимости от назначения количество электродов, их расположение и форма могут быть самыми различными. Под действием напряжения, приложенного к электродам или зарядов, накопленных на них, в устройстве создаются электрические поля, совпадающие или противоположные по направлению газовому потоку.

Поток газа содержит частицы определенного размера и концентрации. Эти частицы вводятся в поток специальным устройством  распылителем порошкового материала или жидкости. Второй вариант, когда в электрогазодинамических устройствах конденсационного типа частицы получаются в результате процессов конденсации пересыщенного пара, если, например, используется влажный воздух или водяной пар.

Аналогичные условия имеют место в отношении зарядки частиц. Заряд частицам сообщается либо предварительно за пределами устройства или они заряжаются тем или иным способом внутри сопла.

В рассматриваемых устройствах целесообразно использовать частицы размером 0,30,7 мкм, так как частицы подобного размера обладают минимальной подвижностью в электрическом поле (см. гл. 5). Минимальная подвижность частиц является условием для наиболее интенсивного обмена энергией между частицами и потоком.

Действительно, при использовании в качестве заряженных частиц ионов, подвижность которых в электрическом поле на несколько порядков выше, приводит к проскальзыванию и неполному увлечению их потоком и, как результат, недостаточно эффективному обмену энергией между частицами и потоком.

На основе процессов конденсации с последующим укрупнению частиц в условиях пересыщения могут быть получены частицы размером, примерно соответствующим минимуму подвижности.

Характерными представителями рассматриваемых устройств являются конденсационные ЭГД-генераторы заряженного аэрозоля, ЭГД-генераторы (источники электроэнергии), ЭГД-компрессоры (для перекачки газа или жидкости).