Электрофильтр с трибоэлектрическим генератором для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях

• Автор: Дель, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Введение

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Необходимость обеспыливания воздуха в помещениях АПК.

1.2. Существующие фильтры для обеспыливания воздуха

воздушные фильтры

1.3. Электрофильтры. Необходимость их дальнейшего совершенствования 1

1.4. Грибоэлектризация и факторы, влияющие на нее.

Трибоэлектрический генератор.

1.5. Выводы. Задачи исследования.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА С ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ГЕНЕРАТОРОМ.

2.1. Структурирование объекта.

2.2. Исходные физические представления и допущения
2.3. Параметры и наложенные на них ограничения
2.4. Математическая модель переходного процесса при пуске трибоэлектрического генератора
2.5. Математическая модель установившегося режима работы
ЭФ с ТЭГ.
2.6. Сопоставление математической модели с экспериментальными данными и корректировка математической модели.
2.7. Основные результаты и выводы
Глава 3. МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОБОСНОВАНИЮ ПАРАМЕТРОВ ТЭГ
3.1. Программа исследований.
3.2. Конструкция трибоэлектрического генератора.
3.3. Экспериментальный стенд
3.4. Выбор материалов контактной пары.
3.5. Выбор геометрических параметров контактной пары
3.6. Выбор конструкции коллектора.
3.7. Определение геометрических параметров коллектора.
3.8. Исследование влияния места расположения, количества коллекторов и расстояния между коллектором и барабаном на электрические параметры ТЭГ
3.9. Исследование переходного процесса при пуске ТЭГ
3 Получение внешней характеристики ТЭГ
3 Осциллографирование напряжения ТЭГ
3 Исследование распределения потерь мощности по отдельным элементам ТЭГ и снятие механической характеристики ТЭГ.
3 Определение износа контактной пары
3 Основные результаты и выводы
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА С ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ГЕНЕРАТОРОМ
4.1. Программа экспериментов
4.2. Экспериментальный стенд
4.3. Исследование влияния параметров окружающего воздуха на параметры ЭФ с ТЭГ.
4.4 Исследование влияния угловой скорости вращения барабана и степени прижатия материалов контактной пары на параметры ЭФ с ГЭГ
4.5. Исследование возможности повышения степени очистки
воздуха за счет изменения конструктивных параметров зоны зарядки ЭФ
4.6. Исследование устойчивости ЭФ с ТЭГ к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке.
4.7. Основные результаты и выводы
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА С ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСКИ ГЕНЕРАТОРОМ.
ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

5.1. Разработка опытного образца электрофильтра с ТЭГ
5.2. Лабораторные исследования опытного образца.
5.3. Производственные испытания опытного образца
5.4. Экономическая эффективность применения
электрофильтра с ТЭГ для очистки воздуха помещения от пыли
5.5. Основные результаты и выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
Направления дальнейших исследований.
Список литературы


Подразделение фильтров на несколько классов по эффективности облегчает их обобщенную оценку и, ограничивая иоле поиска, облегчает выбор фильтра. По эффективности воздушные фильтры подразделяются на три класса табл. Таблица 1. III Частицы размером . Показатели эффективности, приведенные в таблице 1. Только фильтры I класса полностью очищают воздух от пыли. Фильтры И и III классов предназначены для удаления из воздуха частиц определенной крупности 4. В настоящее время существует множество различных конструкций воздушных фильтров, которые по принципу действия можно разделить на три основные группы механические, электрические и комбинированные. В механических фильтрах воздух обеспыливается при пропускании его
через пористые вещества ткань, бумагу, сетку и т. Опыт эксплуатации различных механических воздушных фильтров показал, что все они малоэффективны по отношению к мелкодисперсной пыли, если не обладают высоким аэродинамическим сопротивлением. Фильтрующие материалы имеют невысокую пылеемкость и сложны в регенерации 3, 4, 7, . В основе работы электрических фильтров электрофильтров лежит воздействие на заряженную частицу пыли электрического поля. По имеющимся данным расход энергии в фильтрах этого типа составляет примерно Втч на м3 воздуха, а скорость воздуха в них лежит в пределах 1 5 мс, степень очистки от до ,9 . Наряду с механическими и электрическими фильтрами распространение
получили комбинированные фильтры , в которых сочетаются механический и электрический способ очистки. Комбинированные системы очистки воздуха имеют практически те же недостатки, что и механические, и значительно более высокую стоимость. Рассматривая существующие способы очистки воздуха в фильтрах, мы пришли к выводу, что для очистки воздуха в помещениях целесообразно использовать электрические фильтры. Электрофильтры. Электрическая очистка воздуха основана на том, что взвешенным в воздухе частицам пыли сообщается электрический заряд, благодаря чему заряженные частицы приходят в движение и выводятся из пылевоздушного потока к электродам с противоположным по знаку зарядом, на которых и осаждаются. Электрофильтры подразделяются на электростатические и коронноразрядные рис. Рис. Классификация электрофильтров
В электростатических фильтрах осаждение пыли происходит в электростатическом поле, создаваемом между параллельно расположенными пластинами. В нашей стране и в ряде зарубежных стран разработаны различные конструкции электростатических фильтров . Электростатические фильтры отличаются малым потреблением электроэнергии вследствие отсутствия тока между осадительными пластинами. Недостатками электростатических фильтров являются низкий объемный расход воздуха и невысокая степень очистки воздуха. Большее распространение получили ЭФ, в которых частицы пыли приобретают искусственный заряд в поле коронного разряда . Коронный разряд КР представляет собой один из видов электрического разряда в газе, протекающий ггри нормальном атмосферном давлении, возникающий в резко неоднородном электрическом поле, когда радиус кривизны одного или обоих электродов во много раз меньше расстояния между ними. Коронный разряд может происходить при подаче на электроды постоянного или переменного напряжения. Коронный разряд постоянного тока может быть униполярным, когда коронирует один из электродов, и биполярным, когда коронируют оба электрода. Широкое применение в настоящее время получили ЭФ с униполярным коронным разрядом постоянного тока. Коронноразрядные электрофильтры бывают однозонные и двухзонные рис. В однозонных ЭФ зарядка и осаждение пыли происходят в одной конструктивной зоне, где расположена коронирующая и осадительная система. В двухзонных ЭФ зарядка пыли происходит в первой зоне ионизаторе, а осаждение во второй зоне осадителе, расположенных последовательно рис. Однозонные аппараты получили широкое применение для улавливания пыли во всех отраслях промышленности и в электроэнергетике , , . Двухзонные электрофильтры применяются в основном для очистки вентиляционного воздуха .