Экспериментальная база для измерения параметров электроаэрозолей

П.Л. Лекомцев, кандидат технических наук

Ижевская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра Электротехнология сельскохозяйственного производства

УДК 619.614.484

 

Рассмотрены лабораторные установки для исследования параметров электроаэрозольных систем.

Электроаэрозольные методы обработок помещений находят все большее применение в практике сельскохозяйственного производства.

Для оценки технологического процесса электроаэрозольных обработок и контроля режимов работы генераторов необходимо проводить экспериментальные исследования характеристик электроаэрозоля.

Методика исследования электроаэрозолей заключается в определении дисперсных характеристик электроаэрозоля (размера и концентрации аэрозольных частиц); качества зарядки (степени зарядки частиц, тока конвекции, удельного заряда); напряженности электрического поля генератора и пространства обработки; гидродинамических характеристик (скорости и траектории движения электроаэрозоля); качества обработки (заданной концентрации, плотности покрытия объекта обработки).

Предложена лабораторная установка, позволяющая контролировать основные режимы генерации электроаэрозоля (рис. 1).

Установка состоит из коллектора 1, экранированного с целью уменьшения наводимых радиопомех металлической сеткой 2, приводного двигателя 3, источника высокого напряжения 4, блока измерительных приборов, системы дозированной подачи жидкости. Все части установки надежно изолированы и заземлены через микроамперметры 5, 6. Внутрь коллектора помещается испытуемый электроаэрозольный генератор 7.

электроаэрозольный генератор

схема генератора

Работает установка следующим образом. Распыливаемая жидкость из бачка 8 через вентиль 9 поступает на электроаэрозоль­ный генератор 7, где дробится на мельчайшие капли и заряжается под действием приложенного напряжения, величина которого регис­трируется статическим киловольтметром 10. Уровень жидкости в бачке 6 контролируется поплавковым датчиком 11, микропереключатель которого включен в цепь питания электронасоса 12 с бачком 13. Заряженный аэрозоль под действием инерции и воздушного потока осаждается на коллектор 1, создавая в цепи микроамперметра 5 конвекционный ток. Токи утечки, возникающие между струёй аэро­золя и индуцирующим электродом, регистрируются микроампермет­ром 6. Форма кривой конвекционного  тока записывается на самопишущий прибор 14 или наблюдается на экране осциллографа 15. Количество распыленной жидкости измеряется при помощи мерной емкости 16.

Выборка аэрозоля для измерения размера капель осуществля­ется при помощи устройства, состоящего из рычага 17, на котором закрепляется предметное стекло 18. Скорость опускания рычага 17, следовательно и время прохождения предметным стеклом окна 19, вырезанного в стенке коллектора 1 регулируется противовесом 20. Размеры окна обеспечивают доступ к предметному стеклу факела аэрозоля по всему сечению. Возможно визуальное наблюдение за процессом распыления жидкости.

В комплект измерительных приборов входят: микроамперметры магнитоэлектрической системы М1960A, М906; магнитоэлектричес­кий гальванометр М2031/1; статический вольтметр С197; самопишущий прибор Н338-6; осциллограф С1-69; микроскоп «Биолам»; манометрическая трубка Пито для определения скорости воздушного потока на выходе генератора; прибор К505 для измерения тока нагрузки, напряжения и мощности на приводном двигателе электроаэрозольного генератора.

В процессе испытания генератора можно изменять: число оборотов приводного двигателя от 3000 до 24000 об/мин; мощность при­водного двигателя от 0,4 до 3 кВт; высокое напряжение, подавае­мое на генератор от 0,5 до 30 кВ; расход жидкости на распыление от 0,05 до 1,5 л/мин, диаметр распиливающего элемента от 0,1 до 0,3 м. Возможно измерение конвекционного тока заряженных частиц от 10-14А и выше, токов утечки с различных элементов генератора  и частей установки при различных параметрах работы генератора. Результаты измерений вводятся в ЭВМ с последующей обработ­кой и распечаткой основных параметров генератора, построением необходимых зависимостей и их статистической обработкой.

Для исследований распространения электроаэрозоля в закрытых помещениях разработана экспериментальная камера (рис.2).

Камера для исследования аэрозолей

Рис. 2 – Камера для исследования аэрозолей

1 – компрессор; 2 – манометр; 3 – камера; 4 – струйный аэрозольный генератор САГ-1; 5 – центробежный электроаэрозольный генератор ЦЭГ; 6 – аэроионизатор игольчатый; 7 – аэроионизатор проволочный; 8 – высоковольтный источник питания; 9 – киловольтметр; 10 – аспиратор; 11 – счетчик аэроионов; 12 – весы лабораторные; 13 – микроскоп; 14 – вентилятор.

Камера представляет собой деревянный каркас 3 размерами 4 х 2 х 2,5 м, обтянутый пленкой. В качестве источника аэрозолей используются струйный  аэрозольный генератор 4 (САГ-1), производительностью 85 мл/мин и центробежный электроаэрозольный генератор 5 (ЦЭГ), производительностью 650 мл/мин. Сжатый воздух на струйный генератор подается от компрессора 1, давление контролируется манометром 2.

В камере можно проводить исследования распространения незаряженного и заряженного аэрозоля. Концентрация электроаэрозоля измеряется фильтрационным способом с использованием аспиратора 10 и лабораторных весов 12. Плотность осаждения электроаэрозоля контролируется инерционным способом с использованием микроскопа 13.

Предусмотрена возможность зарядки аэрозоля при помощи аэроионизаторов: игольчатого 6 и проволочного 7 . Концентрация аэроионов контролируется счетчиком 11.

Вентилятором 14 моделируется воздухообмен в помещении и удаляется электроаэрозоль после выполнения экспериментов.

Для осаждения частиц используют фильтры АФА-ВП-20 и АФА-ВП-10. Объемный расход воздуха определяют по производительности аспиратора модели 832.

Таким образом, предложенные установки позволяет проводить весь комплекс исследований параметров работы электроаэрозольных генераторов и процесса электроаэрозольной обработки помещений.

 

j9508269