ОБРАБОТКА СИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПОЛЯМИ (ЭЛЕКТРОННО-ИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ)
Общие сведения о применении электрических полей
в технологических процессах
В сельскохозяйственном производстве применяют различные виды воздействия электрических полей на помещенные в них объекты: тепловое, силовое, биологическое. Использование теплового воздействия электрического поля рассматривалось в первой части настоящего пособия.
Силовое воздействие электрического поля применяют в электронно-ионной технологии (ЭИТ). ЭИТ — это область электротехнологии, использующая взаимодействие сильных электрических полей с электрически заряженными частицами твердого или жидкого материала с целью придания им различных форм упорядоченного и целенаправленного движения. Рассмотрим некоторые особенности ЭИТ.
Действующим электрическим фактором, своего рода рабочим органом, в аппаратах ЭИТ являются так называемые сильные электрические поля, т. е. поля с напряжённостью более 100 кВ/м. Как правило, применяют постоянные электрические поля: электростатическое и поле коронного разряда.
Объектом обработки в аппаратах ЭИТ является материал, представляющий собой совокупность отдельных частиц, размеры которых могут находиться в пределах от долей микрометра до десятка миллиметров и выше (пыль, порошок, семена, волокна и т.д.).
В основе процессов электронно-ионной технологии лежат четыре характерные стадии: подача материала, зарядка его частиц, движение заряженных частиц материала в электрическом поле, формирование готового продукта.
Сельскохозяйственная ЭИТ стала оформляться в самостоятельное направление электротехнологии начиная с 50-х годов в результате работ, проведенных в ЧИМЭСХ под руководством А. М. Басова [5].
В сельском хозяйстве при помощи электронно-ионной технологии частицы материалов могут разделяться (очистка и сортирование семян, отделение обрушенного проса, лузги от ядра подсолнечника, семян пшеницы от мешочков твердой головни и т. д.), осаждаться (очистка воздуха от пыли и микробов, различные виды аэрозольной обработки: нанесение ядохимиката на семена и растения, электроокраска и т. д.) и смешиваться (например, смешивание компонентов комбикормов). Технологические процессы разделения, осаждения и смешивания составляют основу и промышленной ЭИТ. Однако принципиальное отличие сельскохозяйственной ЭИТ состоит в том, что в сельском хозяйстве электрическим полем обрабатывают объекты, имеющие зачастую биологическую природу (например, семена, клубни картофеля, черенки, микробные тела и т. д.). На такие объекты электрическое поле оказывает не только силовое, но и биологическое действие.
Возможность биологического действия вытекает из того, что в комплекс факторов, под влиянием которых зарождалась и формировалась жизнь на Земле, входит и собственное электрическое поле Земли. В результате длительной эволюции живые организмы приобрели восприимчивость к электрическим воздействиям внешней среды. Это проявляется в том, что всякая живая клетка обладает электрическим потенциалом, изменяющимся в зависимости от внешних воздействий.
Уже длительное время в стадии исследований и разработки находятся многочисленные приёмы воздействия электрическими полями на сельскохозяйственные биологические объекты для стимулирования или подавления жизнедеятельности последних. Из этих приёмов наиболее изучены и получили наибольшее применение в опытно-производственном порядке предпосевная и предпосадочная обработка семенного материала и искусственная ионизация воздуха в сельскохозяйственных помещениях.
Прежде чем познакомиться с процессами сельскохозяйственной ЭИТ, рассмотрим используемые в них основные физические явления (коронный разряд, зарядка частиц, силовое действие электрических полей).
Коронный разряд
Коронным разрядом, или сокращенно короной, называют вид электрического разряда в газе (воздухе), возникающий в резко неоднородном поле, когда радиус кривизны одного или обоих электродов намного, меньше межэлектродного расстояния.
Различают корону постоянного и переменного тока. Корона постоянного тока бывает биполярной и униполярной. При биполярной короне коронируют оба электрода. Униполярная корона существует в том случае, когда коронирует только один из двух электродов. Этот электрод, имеющий малый радиус кривизны, называется коронирующим, а второй — некоронирующим (или осадительным).
Униполярная корона может быть положительной и отрицательной. В первом случае на коронирующий электрод подаётся положительный потенциал, во втором случае – отрицательный.
Рассмотрим сущность отрицательной униполярной короны на примере системы электродов «провод — плоскость» (рис. 16.1,б). При подаче на электроды постоянного напряжения U в межэлектродном промежутке создается неоднородное электрическое поле, напряжённость которого максимальна на поверхности провода и спадает по мере приближения к плоскости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
