Разработка и исследование устройства для вентиляции воздуха ионным ветром

• Автор: Королёв, Андрей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ПРИМЕНЕНИЕ КОРОННОГО РАЗРЯДА И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕТРА
1.1. Применение коронного разряда
1.2. Возможности применения электрического ветра в коронном разряде..
1.2.1. Электронагреватели
1.2.2. Очистители воздуха, использующие принцип «ионного ветра»..
1.2.3. Увлажнители воздуха
1.2.4. Ионный ветер в устройствах теплообмена. Охлаждение
электронных устройств
1.2.5. Бесшумные вентиляторы
1.3. Исследования электрического ветра
1.4. Выводы
ГЛАВА 2 ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Описание установки для вентиляции воздуха
2.1.1. Источник питания
2.1.2. Описание конструкции электродной системы
2.2. Методика проведения эксперимента
2.3. Выводы
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДНОЙ СИСТЕМЫ СО СПЛОШНЫМИ ОСАДИТЕЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ
3.1. Исследование влияния числа коронирующих электродов на
эффективность устройства для вентиляции воздуха
3.2. Исследование влияния межэлектродных расстояний электродной
системы на скорость ионного ветра
3.3. Исследование влияния питания установки на скорость ионного
ветра
3.4. Выводы

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДНОЙ СИСТЕМЫ С ПРЕРЫВИСТЫМИ ОСАДИТЕЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ..77 4Л .Исследование влияния количества каскадов электродной системы на скорость ионного ветра
4.2. Исследование влияния геометрического расположения электродов на скорость ионного ветра
4.3.Сравнение характеристик систем со сплошными и прерывистыми электродами
4.4. Выводы
ГЛАВА 5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ ЭЛЕКТРОДНОЙ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯТОРА КОРОННОГО РАЗРЯДА
5.1. Рекомендации по разработке конструкции коронирующего
электрода
5.2. Рекомендации по разработке конструкции осадительного электрода
5.3. Выбор геометрического расположения электродов
5.4. Методы увеличения производительности установки
5.5. Создание и исследование макетного образца
5.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
В настоящее время наблюдается большой интерес к исследованию коронного разряда из-за широкой сферы его применения. Он применяется в электрофильтрах, плазмохимических системах для синтеза озона. Для обработки и обеззараживания поверхностей, сушки различных материалов, в системах зарядки аэрозолей. Коронный разряд так же применяется в электрографии и электростатической печати. Генерация ионного ветра используются в газоразрядных лазерах и системах с самостоятельной прокачкой ионным ветром: очистителях воздуха, ионизаторах и множество других применений.
Одним из современных направлений применения ионного ветра являются устройства теплообмена: охлаждение электронных устройств, бесшумные вентиляторы.
В настоящее время для вентиляции воздуха применяются механические вентиляторы различных типов, которым со дня изобретения уже больше 150 лет. Их недостатки: наличие трущихся деталей и
необходимость их смазки, достаточно высокий уровень шума и вибрации, невозможность стабильной работы в агрессивных средах и при высоких температурах, низкая долговечность.
Бесшумные вентиляторы на основе коронного разряда имеют ряд преимуществ перед механическими:
- возможность работы в агрессивных средах и условиях высоких
температур;
- отсутствие вибраций, низкий уровень шума;
- простота конструкции электродной системы;
- отсутствие механики;
- высокая эффективность преобразования электрической энергии.

применения механического вентилятора, такой эффект в принципе недостижим из-за инерционности вращения лопастей [64].
Осадительный электрод
электрод
Рисунок 1.18 - Возможность получения реверсивного потока
1.3. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕТРА
Многочисленные работы посвящены исследованию скорости электрического ветра с целью получения его максимального значения. Наиболее часто встречаются исследования конфигураций игла-плоскость, тонкий провод в цилиндре или их модификации: острие - сетка, острие — полусфера [40,70,71].
Так же известны исследования систем коронирующий электрод между плоскими осадительными электродами и многоострийных систем [70,71,72].
В [40] автору удалось получить значения скорости электрического ветра порядка 7м/с при напряжении бОкВ. Было установлено, что скорость электрического ветра пропорциональна корню квадратному из тока.
Чтобы получить воздушный поток на выходе установки применяют сетчатый осадительный электрод [72]. В работе исследуется многоострийный коронирующий электрод. Согласно результатам, полученным в [72],при шаге 2.5-5mm достигаются максимальные токи на единицу длины