Ионы, движущиеся по этим силовым линиям, сталкиваются с частицей и остаются на её поверхности, сообщая ей избыточный заряд того же знака, что и потенциал коронирующего электрода.
Ионы, оседающие на частицу, создают своё собственное поле, которое отталкивает приближающиеся к ней очередные ионы. Поэтому с течением времени зарядка прекращается, и частица получает предельный заряд Qmax1. Для достижения заряда, практически близкого к предельному, обычно требуется время порядка 0,1 с.
Частицы, обрабатываемые в аппаратах ЭИТ, во многих случаях имеют форму, близкую к двухосному эллипсойду (например, семена с/х культур и их засорителей). Для таких частиц Qmax1 Кл, можно рассчитать по формулам [6]: при ориентации большой осью вдоль поля
, (16.6)
а при ориентации большой осью поперек поля
,
(16.7)
где а и b — соответственно большая и малая оси эллипсоида, м; εr — относительная диэлектрическая проницаемость материала частицы; Е — напряженность электрического поля в месте нахождения частицы, В/м; da и db—коэффициенты деполяризации эллипсоида, характеризующие степень искажения им внешнего поля в направлении соответственно большой и малой его осей. Значения da и db зависят от коэффициента сферичности kc=b/a. Графики этих зависимостей приведены в литературе [6].
Выражение для предельного заряда диэлектрической сферической частицы может быть получено из формулы (16.6) или (16.7), если учесть, что в данном случае a=b и da = db = 1/3
,
(16.8)
где а — диаметрсферы, м.
Заряд проводящих частиц может быть рассчитан по формулам (16.6), (16.7), (16.8).
Преимущества ионной зарядки заключаются в универсальности (можно заряжать частицы любых материалов: как проводящих, так и изоляционных) и в возможности заряжать частицы, взвешенные в потоке воздуха или газа.
Зарядка на электроде в электростатическом поле (контактная зарядка) осуществляется за счёт перехода свободного заряда под действием поля с электрода на частицу или, наоборот, с частицы на электрод. При этом знак заряда частицы совпадает со знаком потенциала того электрода, на котором находится частица. Если этот электрод заземлен, зарядку иногда называют индукционной.
Для проводящей сферической частицы диаметром а, м, при условии, что переходное сопротивление в месте контакта частицы с электродом равно нулю, предельный заряд, Кл, при рассматриваемом способе зарядки
,
(16.9)
Непроводящие частицы на электроде в электростатическом поле практически не заряжаются.
Преимущества зарядки на электроде в электростатическом поле заключаются в относительно малом потреблении энергии и отсутствии побочных газообразных продуктов (озона и оксидов азота), свойственных коронному разряду.
Совмещение зарядки на электроде с ионной (этот способ будем называть для краткости комбинированной зарядкой) происходит при нахождении частицы на некоронирующем электроде в поле коронного разряда. В данном случае частица заряжается одновременно ионами, движущимися от коронирующего электрода, и контактным способом — от некоронирующего электрода. В результате частица получает предельный заряд Оmax3 знак которого зависит в основном от удельной электрической проводимости частицы, переходного сопротивления контакта «частица—электрод» и удельной электрической проводимости коронного разряда ρэkвблизи частицы. Знак заряда частиц с низкой проводимостью совпадает со знаком потенциала коронирующего электрода, а знак заряда проводящих частиц при хорошем их контакте с металлическим некоронирующим электродом может совпадать со знаком потенциала некоронируюшего электрода.
Предельный заряд частицы при комбинированной зарядке
Qmax3=Qmax1 μk,(16.10)
где μk — коэффициент, определяемый по выражению [25]:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.