Д.т.н. Сулейменов О.А.

Таразский государственный университет, Казахстан

Зависимость ПОСТОЯННой ВРЕМЕНИ РАЗРЯДКИ от проводимости минералов

В аппаратах электронно-ионной технологии, индукционная зарядка частиц представлена / 1-3/ в следующем виде: на заряженную проводящую плоскость, создающую однородное поле, помещается незаряженное тело, имеющее форму половины трехосного эллипсоида, причем большая полуось расположена перпендикулярно к проводящей плоскости. Диэлектрическая проницаемость тела ε₁ и среды ε₂, объемная проводимость тела γ₁ и среды γ₂ заданы.

При отсутствии объемной проводимости среды γ₂ = 0 для частиц, имеющих начальный заряд, постоянную времени разрядки можно определить по упрощенной формуле

( 1 )

где d_a - коэффициент деполяризации.

Проанализируем случаи, при которых γ₂0 и γ₂ = 0. В целом, воздушная среда, в которой находится заряжаемая частица, характеризуется объемной проводимостью определяемой из соотношений /2,3/

(2 )

где j, Е_к и ρ_і – соответственно плотность тока, напряженность и плотность ионного объемного заряда у осадительного электрода;

Е_2п – нормальная слагающая поля в воздухе на поверхности эллипсоида, за положительное направление принято направление внутрь эллипсоида

Соотношение γ₂ = 0 при Е_2n<0 характеризуется тем, что за счет действия кулоновского поля заряда частицы вблизи нее образуется слой воздушной среды свободный от носителей зарядов.

Определим постоянную времени разрядки частицы, после воздействия коронирующего напряжения. На интервале времени от 0 до t₁ на коронирующий электрод подается напряжение U₁, значение которого намного превосходит напряжение возникновения коронного разряда U_нк. Считаем, что первоначально нейтральные частицы равномерно расположены на неподвижном осадительном электроде и соблюдается условие γ₁ ‹ γ₂

Рисунок

(частицы полупроводящие и непроводящие). До момента t₁ частицы заряжаются, согласно полярности носителей зарядов, до некоторого значения q₁.

При наличии напряжения подпора U_2n < U_нк или U₂ =0 объемная проводимость среды практически равна нулю. Процесс разрядки частиц, находящихся на заземленном осадительном электроде, имеющих некоторый избыточный заряд, сообщенный ионизацией, определяются постоянной времени согласно выражению (1).

Наличие напряжения подпора U_подп в пределах значения O < U_подп < U_нк обусловливает индукционную зарядку частиц, находящихся на осадительном электроде. Процесс разрядки частицы на осадительный электрод и ее индукционная зарядка от осадительного электрода имеют одинаковую физическую сущность. При наличии внешнего электростатического поля они используются совместно и постоянные времени этих двух процессов одинаковы, т.е.

τ_р = τ_з.и.,

где τ_з.и. – постоянная времени при индукционной зарядке.

Из поэтапного анализа процесса электрической сепарации сыпучих материалов следует, что разрядка и индукционная перезарядка электропроводных частиц на выходе из зоны коронного разряда происходит в следующей последовательности. Сначала под воздействием внешнего электростатического поля, частицы полностью освобождаются от избыточного заряда, сообщенного ионизацией, а затем приобретают индукционный заряд от осадительного электрода, пропорциональный напряженности внешнего поля.

Приводятся расчетные постоянные времени разрядки τ_р . Зависимости lg τ_р (lg γ) для некоторых минералов показана на рисунке.

Литература

1. Osborn J.A. Demagnetizing factors of the general ellipsoid. Phys. Rev., 1945, vol. 67, N 11 - 12

2. Джуварлы Ч.М., Вечхайэер Г.В., Штейншрайбер, В.Я. Трехосный диэлектрический элипсоид в электрическом поле при учете проводимости. - Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт, 1969, №- I, с. 158-162.

3. И.П. Верещагин, В.И. Левитов, Г.З. Мирзабекян, М.М. Пашин. Основы электрогазодинамики дисперсных систем. М., Энергия, 1974,с. 480.