Дослідження властивостей електричних розрядів в аерозольному середовищі. Експериментальні вимірювання радіусу краплин аерозолю, струму, напруги. Схема подачі напруги на розрядну камеру та вимірювання параметрів напруги та струму на розрядному проміжку.
Аннотация к работе
В останній час доволі інтенсивно розвиваються технології, що використовують плазму для ініціювання та проведення хімічних реакцій. Ефективною формою організації хімічної реакції може бути аерозольний стан реагуючих речовин. Плазма з дисперсною фазою - іонізований газ, який утримує малі частинки причому вони можуть впливати на деякі властивості плазми. Частинки дисперсної фази в плазмі набувають електричний заряд і стають додатковою зарядженою компонентою плазми. Заряд частинок дисперсної фази визначається параметрами навколишньої плазми і флуктуює навіть при постійних параметрах навколишньої плазми, оскільки зарядка є імовірністним процесом. електричний розряд аерозоль струмКоли діаметр крапель набагато менше довжини хвилі розсіяного світла, індикатриса є симетричною і інтенсивність розсіяння вперед та назад однакова. У випадку, коли Z >> 1, тобто діаметр крапель аерозолю перевищує довжину хвилі світла, індикатриса деформується, витягуючись вперед. Для великих крапель аерозолю інтенсивність світла дифракційно розсіяного під малим кутом б << 1 у напрямку розповсюдження плоскої монохроматичної хвилі, описується залежністю де I0 - освітленість крапель пучком падаючого світла; У наведеній формулі враховується лише дифракційне розсіяння, так як його інтенсивність в області малих кутів значно більше за розсіяння внаслідок заломлення. Якщо розглядається полідисперсне середовище малої концентрації, то, допускаючи відсутність послідовного багатократного розсіяння окремими краплями, інтенсивність світла буде рівна сумі інтенсивностей світла від окремих крапель.Для вимірювання розрядного струму використовується пояс Роговського, що представляє собою довгий замкнутий багатовитковий соленоїд довільної форми з рівномірною намоткою і охоплює вимірюваний струм. Принцип його роботи заснований на реєстрації зміни магнітного поля, що створюється вимірюваним струмом і наводить електрорушійну силу індукції на соленоїді. Якщо обмотка поясу замкнута на опір навантаження , то зміна струму в поясі описується рівнянням (r , де L, r, N-індуктивність, опір та кількість витків у поясі. У випадку, коли тривалість імпульсу , розвязок рівняння набуває вигляду , або, тобто пояс працює в режимі трансформатора струму. Калібрування показало, що пояс Роговського при тривалостях імпульсів струму в діапазоні 1-10 мкс практично не спотворює форму імпульсу, що дозволяє застосовувати його при вимірюванні розрядних струмів порядку мікросекунд.Напруга в дослідженнях вимірюється за допомогою омічно-ємнісного відкаліброваного подільника напруги з коефіцієнтом ділення 1:10000.Реакційна камера представляє собою довгу вертикальну кварцеву трубу, на нижньому кінці якої розташована форсунка, що розпилює рідину, утворюючи аерозоль. До форсунки підєднується шланг, по якому подається повітря регульованого тиску з компресору і шланг, по якому подається вода з крану системи водопостачання. За рахунок особливих властивостей аерозолю найважчі частинки найраніше розвертаються і починають осідати, тому регулюючи висоту робочої ділянки можна змінювати дисперсність аерозолю.Генератор через баластний опір заряджає конденсатор і, коли напруга на конденсаторі досягає пробійної напруги комутатора, відбувається пробій комутатора і імпульс високої напруги подається на розрядний проміжок камери, напруга пробою якого є меншою за напругу пробою комутатора.Експериментальна установка, що використовую метод малих кутів (рис. 1.2.2), представляє собою оптичну систему, що складається з джерела когерентного світла 1, коліматора 2 з точковою діафрагмою 3, ультразвукового диспергатору 4, збираючої лінзи 5, фотодіода 10 з датчиком положення 8, перетворювача сигналу 11 і осцилографу 9. Вибором співвідношення фокусних відстаней F1 та F2 можна змінювати ширину променя світла, що проходить крізь факел 5. Відстань L між факелом та збираючою лінзою при заданому діаметрі цієї лінзи дозволяє витримувати допустимий кут б при очікуваному розмірі крапель.Для створення аерозольного середовища використовується розробка вчених Київського політехнічного інституту - ультразвукова форсунка, що діє на принципі ультразвукової механічної кавітації. Дана розробка схожа по принципу дії до звичайних ультразвукових форсунок, які використовують генерацію ультразвукових коливань в турбулентних потоках у соплі форсунки.Для керуванням процесу вимірювання дифракційного розподілу інтенсивності розсіяного світла використовується автоматизована скануюча система, яка складається з фотодіоду зєднаного з рухомою підставкою, положення якої регулюється кроковим двигуном. Кроковий двигун керується віддаленим блоком керування. Кроковий двигун пересуває підставку зі сталою швидкістю, що дає змогу повязати час із координатою. На кінцях діапазону руху знаходяться датчики, сигнал з яких поступає до блоку керування і вібповідним чином відбуваеться керування двигуном. Через порти 2-5 мікросхеми виводиться логічні сигнали, що через опори R10-R13 виводяться в лінію звязку RJ 45 і подаються на іншому кінці лінії на с
План
Зміст
Реферат
Вступ
1. Експериментальні дослідження
1.1 Методики досліджень
1.1.1 Вимірювання радіусу краплин аерозолю
1.1.2 Вимірювання струму
1.1.3 Вимірювання напруги
1.2 Опис експериментальної установки
1.2.1 Будова камери та загальна схема установки
1.2.2 Схема подачі напруги на розрядну камеру та вимірювання параметрів напруги та струму на розрядному проміжку
1.2.3 Схема вимірювання радіусу крапель в аерозольному середовищі
1.2.4 Механізм ефективного створення аерозольного середовища
1.2.5 Схема пристрою для керування процесом вимірювання дифракційного розподілу інтенсивності розсіяного світла