Claw.ru | Рефераты по математике | Исследование заряженных аэрозолей электрооптическим методом Исследование заряженных аэрозолей электрооптическим методом | Категория реферата: Рефераты по математике | Теги реферата: отечественная история шпаргалки, защита курсовой работы | Добавил(а) на сайт: Куклев. Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата

(4)

где

Для произвольно ориентированной частицы значение заряда Q находится по формуле:

,

где значения зарядов Qmax B и Qmax C определяются аналогично Qmax A, при этом вместо значения E0 берется значение проекции вектора напряженности электрического поля на соответствующую ось.

Мирзабекян рассмотрел процесс ударного заряжения сильно вытянутых диэлектрических эллипсоидов в электрическом поле и показал, что в этом случае процесс зарядки осложняется периодическим опрокидыванием частицы под действием момента сил, возникающих вследствие того, что заряжающие ионы попадают лишь на часть поверхности эллипсоида, которая обращена навстречу полю. Значение заряда Qопр частицы, при котором происходит ее опрокидывание, находится по формуле:

,

(5)

где

Опрокидывание диэлектрического эллипсоида происходит лишь в том случае, когда значения его поверхностного и объемного сопротивлений весьма значительны, а время растекания заряда по поверхности эллипсоида больше, чем время получения заряда Qопр. Образование на поверхности частицы гидратной оболочки резко снижает значение ее поверхностного сопротивления и меняет картину заряжения частицы.

Вомела и Уитби рассмотрели вопрос о заряжении частиц сложной формы (цепочечные и гроздеобразные агрегаты) [12] и показали несоответствие значений зарядов, полученных экспериментально и рассчитанных для сферической частицы с эквивалентным объемом. Заряд агрегатированных частиц в этом случае примерно на 70 % превышает заряд сферической частицы с диаметром порядка 0,05 мкм. Об аналогичном повышении значения заряда частицы по мере усложнения ее поверхности сообщали также и другие авторы.

Существует определенная зависимость между зарядом аэрозольных частиц и их оптическими свойствами. Так, Лушниковым с соавторами теоретически исследовано рассеяние электромагнитных волн заряженными аэрозольными частицами [13]. Ими найдено, что в тех случаях, когда носители заряда могут свободно передвигаться по поверхности частицы, в спектрах электромагнитной энергии, рассеянной и поглощенной частицами, должны появляться специфические плазменные резонансы, обусловленные собственными колебаниями двумерного электронного газа на поверхности. Показано, что наличие у частицы избыточного заряда должно привести к значительному увеличению сечения упругого рассеяния электромагнитного излучения в области длин волн плазменных резонансов (=10-40,1 м). Описанный эффект может наблюдаться на отрицательно заряженных аэрозольных частицах, у которых избыточные электроны выходят на поверхность частицы.

Рис. 1. Блок-схема устройства для униполярной зарядки аэрозольных частиц.

Существует целый ряд способов для приобретения электрического заряда аэрозолями. Наиболее эффективным из них является способ зарядки частиц с помощью униполярного коронного разряда, позволяющий достичь предельно допустимых значений заряда. Зарядное устройство, используемое нами для электризации аэродисперсных частиц, подобно устройству, описанному Гевиттом [14]. Его блок-схема изображена на рис. 1. Проволочный коронирующий электрод 1 устройства расположен вдоль оси цилиндрического электрода 2, при этом часть поверхности цилиндра образована металлической сеткой 3, к которой снаружи примыкает канал зарядного объема. Этот канал, в свою очередь, образован изоляционными стенками 4 и электродом вытягивающего поля 5, представляющим собой часть цилиндрической поверхности большего радиуса, расположенной соосно с цилиндрическим электродом 2.

Заряжаемые аэрозоли из генератора аэрозолей 6 поступают в канал зарядного объема, образованный заземленной сеткой 3 и электродом вытягивающего поля 5. Газовые ионы, образующиеся в зоне коронного разряда между электродами 1 и 2, при подаче на них высокого напряжения от источника 8 через заземленную сетку 3 вытягиваются электрическим полем источника 7 в зарядный объем, где вследствие упорядоченного движения ионов происходит зарядка аэрозольных частиц. В схеме использованы следующие приборы: 7 - источник вытягивающего поля – блок питания Б1-4; 8 - источник высокого напряжения (013 кВ) типа БП 13-0,5; 9 - микроамперметр (050 мкА) типа М-494 для контроля тока коронного разряда.

Если напряженность поля в зарядном устройстве не превышает 100 В/см, то осуществляется диффузионный режим зарядки. При напряженностях поля, больших значения 1 Кв/см, осуществляется преимущественно ударный режим зарядки частиц. Время зарядки частиц t определяется экспериментально, как частное от деления длины зарядного устройства на скорость течения аэровзвеси. При ударном режиме зарядки частиц вытягивающее поле должно создаваться источником переменного напряжения, так как в случае постоянного вытягивающего поля большой напряженности неизбежна потеря значительной части заряжаемых аэрозолей, осаждающихся на электроде 5. Концентрация заряженных частиц определяется счетчиком аэрозолей АЗ-5. Заряд частиц контролируется измерителем плотности объемного заряда 10 нашей конструкции.

Изучение электрооптических явлений в заряженных аэродисперсных средах позволяет получить информацию о связи зарядов и электрических дипольных моментов частиц и представляет значительный интерес при исследовании процессов электризации аэрозолей и образования двойных электрических слоев. Состояние сильно развитой поверхности аэрозолей оказывает определяющее влияние на их поведение в электрических полях.

Образование двойного электрического слоя можно наблюдать у заряженных частиц. В процессе заряжения отрицательные ионы и свободные электроны при контакте с частицей заряжают ее отрицательно, при этом электроны уходят в частицу, а ионы, передав электроны частице, могут покинуть ее в виде нейтральных молекул. Положительные ионы, в свою очередь, достигнув частицы, извлекают из нее электроны, при этом работа ионизации зависит от величины работы выхода электронов из частицы.

Заряженная частица притягивает противоположно заряженные ионы, и на ее поверхности образуется двойной электрический слой. В зависимости от заряда поверхности на ней имеет место адсорбция ионов, которая может быть как положительной, так и отрицательной (избыток или недостаток ионов). При потенциале нулевого заряда ионы не притягиваются к поверхности частицы, и поэтому электростатическая адсорбция ионов поверхностью равна нулю. Если ионы адсорбируются поверхностью не только за счет кулоновской силы, но и за счет других специфических сил, то и при нулевом заряде частицы адсорбция не равна нулю. С помощью [15] электрооптического фотометра было исследовано влияние, которое оказывает процесс униполярного заряжения аэрозолей на ход полевых зависимостей электрооптического отклика  E) и  (E2). Регистрация  осуществлялась с помощью селективного усилителя УПИ-1, подключенного к выходу ФЭУ и настроенного на частоту импульсного ориентирующего поля. Угол рассеяния фиксировался (Q=450). Зависимости  (E) измерялись для аэрозолей хлорида аммония, заряжаемых в режиме униполярной диффузионной зарядки.

Рис. 2. Зависимость электрооптического светорассеяния от напряженности импульсного ориентирующего поля для разных зарядов частиц

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: решебник 8, отчет о прохождении практики.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата