Способ исследования и проведения процессов переноса в высокоомных жидкостях

 

Использование: исследование и проведение процессов переноса заряда и массы, например, при измерениях электропроводности высокоомных жидкостей, распределения потенциала в них, электроочистке и др. путем воздействия внешним электрическим полем. Сущность изобретения: способ осуществляют путем воздействия на высокоомную жидкость электрическим полем разности потенциалов (р на электродах. Жидкость с электродами одновременно вращают вокруг оси, перпендикулярной вектору электрической индукции D, с частотой, определяемой по формуле ш Vg0ЈE2 -d2X где а) - частота вращения, Гц, Јо е - диэлектрическая проницаемость жидкости, Ф/м, Е-напряженность электрического поля, В/м; уплотность жидкости. кг/м3, d - межэлектродное расстояние, м. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСДНИ8 ИЗО8Р878НИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4930187/26 (22) 22.04.91 (46) 23,04.93. Бюл. N. 15 (71) Институт прикладной физики АН Республики Молдова (72) M.К,Болога, И.А.Кожухарь, Ф,M.Ñàæèí, Ф. П, Гросу и Н.С.Алексеева (56) Кожухарь И.А. и др, "Распределение потенциала в высокоомной жидкости в поле плоскопараллел ьн ых электродов" Тезисы докладов И Всесоюзного совещания по электрической обработке материалов. стр.182, Кишинев, 1990. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОВЕ.ДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА В ВЫСОКООМНЫХ ЖИДКОСТЯХ (57) Использование: исследование и проведение процессов переноса заряда и массы, например, при измерениях электропроводИзобретение относится к способам исследования и, проведения переноса заряда и массы. Например, при измерении электропроводности высокоомных жидкостей, распределения потенциала в них, электроочистке и др, путем воздействия внешним электрическим полем.

Цель изобретения — интенсификация процесса за счет подавления электроконвективных течений.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для реализации предложенного способа.

Установка состоит из ячейки 1, расположенной горизонтально и жестко связанной через плечо 2 радиуса r с вертикальной осью вращения 3 с возможностью вращения в горизонтальной плоскости с частотой в. В ячейке заполненной высокоомной жидко„„59„„1810845 А1 (я)5 6 01 R 29/14 // В 03 С 5/00 ности высокоомных жидкостей, распределения потенциала в них, электроочистке и др. путем воздействия внешним электрическим полем. Сущность изобретения: способ осуществляют путем воздействия на высокоомную жидкость электрическим полем разности потенциалов р на электродах.

Жидкость с электродами одновременно вращают вокруг оси, перпендикулярной вектору электрической индукции О, с частотой, определяемой по формуле

" е, е Е гл ) ) —, где и — частота вращения, .о )

Гц, е е — диэлектрическая проницаемость жидкости, Ф/м, Š— напряженностьэлектри. ческого поля, В/м; y— - плотность жидкости, кг/м, б — межзлектродное расстояние, м, 1 ил.

3 стью погружена система вертикальных плоскопараллельных электродов 4, плоскости QQ которых перпендикулярны к плечу 2. Боко-, ° вая поверхность оси вращения 3 содержит Q электроизолированные (на рисунке белого р цвета) и проводящие (черного цвета) участ- р ки, Через. внешние кольца подшипников вращения 5 и 6, проводящий участок оси 3, плечо 2 и вращающийся проводник 7 алектроды 4 подключены к клеммам 8 и 9 высоковольтного источника питания. На клемму 8 в при этом подается высоковольтный потен. циал р, тогда как клемма 9 заземляется. В зазоре между электродами 4 установлен зонд 10 с воэможностью перемещения вдоль зазора по направлению стрелок А.

Потенциал уЪ на зонде 10 через проводник

11 поступает на клемму 12 измерительного прибора, 1810845

Способ осуществляют следующим образом.

Процессы измерения электропроводности и распределения потенциала рэ, очистки среды и других процессов переноса в электрическом поле проводят при одновременном вращении системы (ячейки 1 с высокоомной жидкостью) включающей электроды 4, подключенные к клеммам 8 и 9 источника высокого напряжения; вокруг оси

3, ориентированной перпендикулярно век- тору электрической индукции 0 = e e Е, причем частоту вращения в определяют соотношением (1); Векторы D и Е при этом перпендикулярны плоскостям электродов 4.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Измерение распределения потенциала.

Измерения проводились в ячейке прямоугольной формы с размерами в основании 11,5х150 мм и высотой 20 мм. Ячейка располагалась основанием на торизонтальной плоскости, перпендикулярно длинному ребру. На боковых длинных стенках ячейки располагались плоские электроды. Меж. электродный зазор заполнялся исследуемой жидкостью — трансформаторным маслом. В зазоре между электродами устанавливался зонд для измерения потенциала в средней точке между электродами.

Электроды подключались к высоковольтному источнику тока, а зонд — к электростатическому киловольтметру. В цепи заземления одного из электродов включался измеритель тока.

В покоящейся ячейке (в= О) при разности потенциалов между электродами p =

= 10 кВ ток утечки равнялся = 3 мкА, потенциал зонда р, = б кВ.

При вращении ячейки с частотой оборотов в = 240 об/мин при р = 10 кВ, I = 2 мкА и фа= 5 кВ.

Так как зонд располагался посередине между электродами, величина /Ь = 6 кВ указывает на искажение потенциала от линейного и наличие избыточного заряда.

Сравнение токов утечки при в = О !ю-о =

= 3 мкА и при о) = 240 об/мин !ш о = 2 мкА указывает на то, что в первом случае имеет место электроконвекция. а, следовательно, и ток электроконвекции больше, во втором случае ток уменьшается до 2 мкА из-за отсутствия электроконвекции, а, следовательно, и электроконвективного тока, Пример 2. Злектроочистка высокоомной жидкости. Электроочистку высокоомной жидкости (трансформаторное масло с примесью порошка мела с разными рэзме5 рами частиц 1 — 10 мкМ и 0,1 об, ) проводили в ячейке, использованной в двух предыдущих примерах, При щ 240 об/мин и rp = 10 кВ в течение 5 мин происходило полное оседание примеси на внутреннем положительном электроде.

При N = 0 и р = 10 кВ в течение 5 мин заметного оседания примеси не произошло, что объясняется наличием электроконвек15 тивного перемешивания жидкости, препятствующего разделению фаз.

Для исключения эффекта центрифугирования проводили опыт при со

240 об/мин и p = О. При обработке в

20 течение 5 мин осаждение практически отсутствовало, что дает основание пренебрегать эффектом центрифугирования в сравнении с электрическим осаждением при подавлении электроконвективного перемешивания (наличия вращения), Таким образом, вращение системы электродов (с содержанием жидкости между ними) вокруг оси, перпендикулярной вектору электрической индукции и с

30 определенной частотой, подавляет электроконвекцию, причем прим 240 об/мин значение тока утечки и потенциал зонда ниже чем при й) = О, что подтверждает эффективность предлагаемого способа.

Формула изобретения

Способ исследования и проведения процессов переноса в высокоомных жидкостях путем воздействия электрическим полем потенциалов на электродах, о т л и ч а ю40 шийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет подавления электроконвективн ых течений, жидкость с электродами одновременно вращают вокруг оси, перпендикулярной вектору электрической индук45 ции, определяемой по формуле я, я Е

NO) б p

50 где й) — частота вращения, Гц; ео я — диэлектрическая проницаемость жидкости, Ф/м;

Š— напряженность электрического поля, В/м;

55 - плотность жидкости, кг/м; з.

d — межэлектроднае расстояние, м.

1В10Ваь

Составитель М.Бологэ

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор: E.Ïàïï !

Редактор Т,Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1444 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5