Анализ действия сил в электрофильтре на взвешенную в потоке отработавших газов частицу сажи

Рис. 7. Пример формы вывода результатов отбора техники на экран

• выполняемая технологическая операция;

• рабочий агрофон;

• глубина обработки;

• рабочая скорость;

• наличие/отсутствие предохранителей.

В данном окне перечисляются модели машин, имеющиеся в базе данных и удовлетворяющие заданным условиям. Выбрав интересующую модель, пользователь может посмотреть ее технические характеристики, фотографию, а также чертежи рабочих органов, воспользовавшись соответствующими кнопками в низу экрана. Кроме того, нажав кнопку «Печать отчета», можно получить бумажный вариант результатов отбора. В таком отчете данные представляются в форме, удобной для дальнейшего анализа. Многокритериальный анализ полученных результатов позволяет выбрать оптимальный для заданных условий агрегат.

На следующем этапе из подобранных компонентов (согласно ветви 2 алгоритма рис. 1) производят блочно-модульное проектирование нового агрегата (либо нескольких вариантов с выбором опти-

мального) под конкретные условия работы. Дальнейшей задачей конструктора является предварительное прогнозирование параметров будущей машины и сравнение полученных результатов с характеристиками оптимального варианта, полученного на основе предыдущего анализа существующей техники из базы данных. В случае если новый агрегат по своим показателям проигрывает эталону, необходима дополнительная проработка конструкции с повторным сравнением.

Список литературы

1. Краснощеков, Н.В. Развитие аг-роинженерной науки и перспективы агротехнологий / Н.В. Краснощеков. — М., 2002. — С. 119-135.

2. Ксеневич, И.П. Машиностроение. Энциклопедия. В 40 т. Т. IV — 16. Сельскохозяйственные машины и оборудование / Под ред. И.П. Ксеневича. — М.: Машиностроение, 1998. — 720 с.

3. Морозов, Ю.Л. Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / Ю.Л. Морозов, А.В. Добринов // Стратегия развития сельхозмашиностроения: сб. научн. трудов ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, Вып. 78. — СПб., 2006. — С. 18-31.

4. Краснощеков, Н.В. Блочно-модульные принципы создания сельскохозяйственной техники / Н.В. Красноще-ков, А.А. Артюшин, Н.М. Антышев [и др.]. — М.: Информ-агротех, 1998. — 104 с.

5. Харитонова, И.А. Microsoft Access 2000 / И.А. Харитонова, В.Д. Михеева. — СПб.: БХВ-Петербург, 2001. — 1088 с.

6. Валге, А.М. Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства / А.М. Валге, В.Д. Попов // Использование систем управления базами данных (СУБД) для проектирования технологий сельскохозяйственного производства: сб. научн. трудов ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии. Вып. 76. — СПб., 2004. — С. 5-17.

УДК 621.436

И.Б. Тришкин, канд. техн. наук, доцент

ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева»

анализ действия сил в электрофильтре на взвешенную в потоке отработавших газов частицу сажи

В

звешенные в отработавших газах (ОГ) двига- чения, близкого к максимальному, за доли секун-

теля сажевые частицы при поступлении в зону ды [1, 2].

зарядки электрического фильтра (ЭФ) приобрета- Поскольку частицы сажи находятся в электри-

ют электрический заряд, который достигает зна- ческом поле фильтра высокой напряженностью в те-

48 -------------------------------

чение малого времени, можно считать, что их заряд имеет постоянное, не зависящее от времени значение и определяется размером частиц и напряженностью электрического поля [1, 3, 4].

В общем случае на взвешенную в потоке ОГ частицу сажи внутри зоны зарядки ЭФ действует результирующая сила (см. рисунок):

Рв = Ри + FK +

где Рв — результирующая сила увлечения частицы движущимся потоком выхлопных газов, Н; Ри — сила индукции, Н; FK — кулоновская сила, Н; Рс — сила сопротивления среды, Н.

Сила индукции определяется из следующего выражения [4]:

Ри = 4neo — r2 E3—, Н, и o е-2 3 dX

где во — диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м; s — относительная диэлектрическая проницаемость среды; r — радиус частицы сажи, м; Ез — напряженность электрического поля зарядки, В/м; Х — координата, совпадающая по направлению с электрическим полем.

Необходимо отметить, что в разных точках разрядного промежутка напряженность поля неодинакова. Она сильно изменяется только в небольшой области у коронирующего электрода, и dE/dX принимает отрицательное значение. Поэтому лишь в непосредственной близости от коронирующего электрода может проявляться действие этой силы на крупные сажевые частицы, заставляя двигаться их к коронирующему электроду.

Для большей части внешней зоны коронного разряда напряженность поля изменяется слабо, и с достаточной для практики точностью ее можно считать постоянной, т. е. для большей части разрядного промежутка dE / dX ~ 0, и влияние силы Ри на движение сажевых частиц внутри ЭФ можно не учитывать.

Основной силой, действующей на частицу сажи в ЭФ, является кулоновская сила FK действия электрического поля на заряд частицы:

FK = q E , Н,

К Jmax ос’ 5

где qmax — максимальный заряд частицы сажи, К; Еос — напряженность электрического поля осаждения, В/м.

Вне области короны действие этой силы на сажевую частицу направлено к некронирующему электроду.

Для крупных сажевых частиц диаметром больше 1 мкм максимальный заряд составит [4]:

= 4ns SE r2, К,

1 О 'Ч 7 7

где S — показатель диэлектрических свойств частицы сажи.

Газовый поток

Схема действия сил в электрофильтре:

1 — некоронирующий электрод; 2 — коронирующий электрод; 3 — частица сажи

Величину 5 можно вычислить по формуле

8 = 1 + 2

е-1 е + 2

Для мелких сажевых частиц диаметром менее 1 мкм максимальный заряд формул [4]

qM = 4 пе0 -кът ln

тКБТ

2rN А 2т

,К,

где т — масса иона, кг; т — время зарядки, с; Т — абсолютная температура, К; КБ — постоянная Больцмана, Дж/град; N — начальная концентрация ионов коронного разряда; I — величина заряда электрона, К.

Передвигаясь в электрическом поле, заряженная частица сажи будет испытывать действие силы сопротивления среды Гс, которая зависит от ее размеров и скорости движения, а также от вязкости среды:

Гс = 6лцгюп, Н,

где ц — коэффициент динамической вязкости ОГ, (Н-с)/м2; юп — скорость движения частицы сажи, м/с.

Применительно ко второму закону механики уравнение (1) будет выглядеть следующим образом [5]:

т

dro n dt

= qMEoc - 6nr^ron.

После преобразования получим dro n + 6пгцю n = q

dt

т

1

2

3

Решая данное дифференциальное линейное уравнение 1-го порядка, получим равенство для определения скорости движения сажевых частиц к осадительным электродам фильтра [1, 3]:

ЯМ Е0'

блгц

ббЩІ

1 - Є

м/с.

Учитывая, что значение экспоненты в степени очень мало, то очевидно, им можно пренебречь, и окончательно выражение для скорости частиц сажи в общем будет определяться как

2е0 Еос Ез Г

, м/с.

Осевшие сажевые частицы удерживаются на поверхности электродов под действием двух основных сил: адгезии и электрической.

Сила сцепления частицы сажи с плоскостью осадительного электрода

= паВ10-10, Н,

м 7 ’

где а — механическое напряжение, Н/м2; В — диаметр частицы сажи, м.

Электрическая сила взаимодействия между частицей сажи и поверхностью осадительного электрода будет зависеть от напряженности электрического поля, удельного электрического сопротивления пыли, размера частиц, а также плотности тока короны [4]:

гэ = в2(Сй>э - СЕ2), Н,

где С и С1 — константы; г8 — плотность тока, А/м2; рэ — удельное электрическое сопротивление частиц сажи, Ом-м.

Ввиду того, что СЕуээ > С1Е2, электрическая сила Гэ принимает положительное значение, что в итоге не будет способствовать вторичному уносу сажевых частиц с поверхности осадительных электродов.

Для исключения этого негативного явления необходимо знать предельную толщину осажденной сажи, при которой частицы будут удерживаться на поверхности осадительных электродов:

к =

4о10

-10

м,

В£

где £ — средняя толщина слоя сажи на осадительных электродах, м; пш — ускорение, сообщаемое электродам фильтра от вибраций при работе трактора, м/с2.

Таким образом, для увеличения силы притягивания сажевых частиц к поверхности сажесборни-ков необходимо увеличивать максимальный заряд частиц за счет увеличения напряженности электрического поля в межэлектродном промежутке ЭФ. При этом предельная толщина осажденного слоя сажи на поверхности сажесборников не должна превышать 0,6 мм.

Список литературы

1. Тэнэсеску, Ф. Электростатика в технике / Ф. Тэнэ-сеску, Р. Крамарюк // Пер. с рум. — М.: Энергия, 1980. — 296 с.

2. Кононенко, В.Д. Совершенствование пылеулавливающих аппаратов в промышленности технического углерода: тематический обзор / В.Д. Кононенко. — М, 1985.

3. Клейменов, Э.В. Электрофизические методы переработки сельскохозяйственной продукции / Э.В. Клейменов. — Рязань: РГСХА, 2003. — С. 32-38.

4. Ужов, В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами / В.Н. Ужов. — М.: Химия, 1967. — 314 с.

5. Аркуша, А.И. Техническая механика / А.И. Аркуша, М.И. Фролов. — М.: Высшая школа, 1983. — 447 с.

Юп =

УДК 620.197:669.58:631.22 Пек Л., канд. с.-х. наук, доцент

Университет имени Святого Иштвана, Венгерская Республика

защита от коррозии оборудования животноводческих ферм методом цинкования

В современных животноводческих помещениях при комплексной механизации, электрификации и автоматизации производственных процессов и производства продукции на промышленной основе при неудовлетворительном микроклимате в воздухе накапливаются вредные газы (аммиак, углекислый газ), водяные пары и др. Все эти неблагоприятные условия внешней среды способству-

ют коррозии оборудования и металлических конструкций, поэтому возникает необходимость защиты оборудования.

Существуют разные способы и средства защиты оборудования от коррозии, в частности использование антикоррозионных материалов, применение красителей и пластмасс для покрытия частей оборудования и металлоконструкций. Указанные