5.4. Элетрогазодинамические компрессоры

Принцип работы ЭГД-компрессора иллюстрирует рис. 5.3. Это устройство используется для создания перепада давления в газе и организации соответствующего движения газовой среды. В этом случае электрическая энергия преобразуется в энергию газового потока.

Электрическое поле в рабочем промежутке устройства создается за счет приложенного напряжения между коронирующим и заземленным электродами. В качестве коронирующего электрода можно использовать сетку с иглами, а заземленный электрод может быть выполнен в виде кольца или сетки. При положительной полярности напряжения на коронирующем электроде в рабочем промежутке под действие поля движутся положительные ионы в направлении слева направо. Сила, действующая на единицу объема рабочего промежутка, равна

F=E, (5.1)

где  — плотность объемного заряда.

Если ввести в газ частицы аэрозоля, то величина  представляет собой плотность объемного заряда частиц.

Рис. 5.3. Схема ЭГД-компрессора:1  канал с диэлектричекими стенками;

2  Стенка с иглами; 3  заземленный электрод-сетка; 4  ионы или заряженные

частицы.

Как при использовании аэрозоля, так и в случае движения ионов, сила, действующая на объемный заряд, практически означает силу, действующую на газовую среду, так как кинетическая энергия движущихся ионов или аэрозольных частиц мала.

Как уже указывалось, появление силы, действующей на газовую среду, вызывает ее движение. Такое явление под названием «электрический ветер» известно уже давно и используется в электростатических вентиляторах. Хотя коэффициент полезного действия этих устройств невелик, простота конструкции и отсутствие движущихся частей делают их привлекательными для использования в быту.

В общем случае применение ЭГД-компрессоров может быть привлекательным для холодильников различного назначения. Однако предстоит еще большая работа по оптимизации этих устройств, повышению предельных параметров (в особенности по величине достигаемого перепада давления), надежности и экономичности.

Глава 6. Технологические лазеры

В современных экологических условиях наибольшую актуальность при­обретают прецизионные агротехнологии, основанные на строго дозированном использовании различных регуляторных факторов. Особое место среди факторов воздействия занимает излучение видимой облас­ти спектра.

Свет играет чрезвычайно важную роль в жизни растений и животных, управляя различными механизмами, вплоть до экспрессии генов. Фотобиологические процессы хорошо изучены, однако среди них наблюдают феномен так называемой «лазерной стимуляции», имею­щий важное практическое значение, но не получивший должного тео­ретического обоснования. Он заключается в повышении функциональ­ной активности живых организмов под воздействием света с высокой статистической упорядоченностью (когерентностью).

Исследования биологического действия лазерного излучения были начаты в середине шестидесятых годов прошлого века, т.е. сразу после появления первых серийных моделей лазеров. B известной монографии С. Файна и Э. Клейна (Fine S. Kleine F., 1965) рассмотрены в основ­ном эффекты, связанные с поражением тканей и органов человека ин­тенсивным лазерным излучением. Не мень­ший интерес представляет воздействие на живые организмы слабых когерентных полей. Наибольшее внимание к этому направлению про­шли советские ученые. В середине семидесятых годов в Алма-Ате, Кишиневе, Львове, Минске, Москве, Саратове сформировались науч­ные школы и методические центры, ставившие своей целью изучение и практическое использование биорегуляторного действия лазерного из­учения. Было показано, что кратковременное (от единиц секунд до десятков минут) воздействие высококогерентного света с интенсивнос­тью, не превышающей естественный фон, способно существенно по повышать функциональную активность животных и растительных клеток.

Для сельского хозяйства такой неэнергоемкий и экологически чистый регуляторный фактор представляет особый интерес. На базе лазер­ных источников излучения созданы способы и технологические при­емы, позволившие сократить применение гормональных препаратов и пестицидов, повысить продуктивность и экологическую устойчивость сельскохозяйственных культур и животных, улучшить качество продукции.

В растениеводстве лазеры применяются в предпосевной обработке и досветки овощных культур в закрытом грунте, облучения вегетирующих растений. По данным А.А. Ша­хова, в 1977—1982 годах получен дополнительно миллион центнеров продукции растениеводства. Кризис 90-х годов затормозил разра­ботку и внедрение наукоемких технологий. Однако в настоящее время вновь появляется интерес к лазерной стимуляции. Предыдущий опыт показывает, что такой технологический прием перспективен для отрас­ли, так как обеспечивает более полную реализацию генетического по­тенциала культурных растений и животных. Рентабельность световой обработки экономически обоснована и подтверждается многолетними результатами применения в сельскохозяйственном производстве раз­личных стран. Однако проблему создания лазерных агротехнологий нельзя считать решенной. Недостаточно исследован механизм биорегуляторного действия когерентного света. Выбор оптимальных режимов обработки требует более глубокого обоснования. Многие раз­работанные ранее облучательные установки низкотехнологичны и не позволяют перестраивать параметры используемого лазерного излуче­ния в достаточно широких пределах. Эти вопросы требуют глубокого анализа и всестороннего обсуждения.