Влияние концентрации дисперсной фазы на характеристики коронного разряда и процесс очистки газа электрофильтрами

При наличии дисперсной фазы в межэлектродном промежутке суммарный объемный заряд будет определяться уже не только объемным зарядом ионов, а и объемным зарядом заряженных частиц, находящихся в промежутке. При определенной концентрации дисперсной фазы объемный заряд частиц становится соизмеримым с объемным зарядом ионов и начинает существенным образом влиять на процессы развития разряда. Система уравнений описывающая процессы в межэлектродном промежутке может быть представлена в виде:

div E = (ρi + ρp)/ε0,
div (Ji + Jp) = 0,
Ji = kρiE,
Jp = ρp(qBE + u),
grad φ = -E

где u — средняя скорость движения газовой среды, индексы i и p относятся соответственно к ионам и частицам.

Так как подвижность ионов k >> Bq, ток определяется в основном ионной составляющей. Объемный заряд частиц играет роль отрицательной обратной связи. Частицы пыли в поле коронного разряда приобретают заряд того же знака, что и знак короны. Подвижность заряженных частиц пыли мала по сравнению с подвижностью ионов. Заряженные частицы пыли создают собственное электрическое поле, вектор которого направлен встречно полю ионов коронного разряда, и это обстоятельство заставляет ионы замедлять свое движение от коронирующего электрода к осадительному электроду. Кроме того, электрическое поле объемного заряда частиц пыли снижает напряженность электрического поля на поверхности коронирующего электрода и тем самым уменьшает ток коронного разряда. В результате ток короны значительно уменьшается. Это — явление уменьшение тока короны — называется запиранием тока короны. При этом, как следствие, ухудшается зарядка частиц пыли. Изменение плотности ионного тока, концентрации частиц и их среднего заряда по длине электрофильтра, представленное на рис 1, наглядно демонстрирует процесс запирания коронного разряда при высоких входных концентрациях дисперсной фазы.

Изменение плотности ионного тока, концентрации частиц и их среднего заряда по длине электрофильтра

На представленном рисунке можно выделить три характерные зоны. В зоне I происходит сравнительно быстрая зарядка частиц до заряда, при котором ток из-за запирания коронного разряда падает практически до нуля. Концентрация частиц из-за кратковременности этой стадии изменяется незначительно. В зоне II из-за осаждения частиц концентрация уменьшается, что приводит к частичному отпиранию тока короны и медленной подзарядке частиц, такой, что плотность объемного заряда частиц всегда остается близкой к запирающей. При приближении заряда к предельному скорость зарядки резко уменьшается. Начиная с этого момента (зона III электрофильтра) уменьшение концентрации не может быть скомпенсировано увеличением заряда частиц и коронный разряд постепенно отпирается, что сопровождается ростом тока.


Оставить комментарий





Статистика

Рейтинг@Mail.ru