Исследование диэлектрических барьеров с короностойким покрытием и разработка высокоресурсных систем электродов генераторов озона - Автореферат

Использование озонных технологий в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве связано с разработкой экологически чистых способов решения проблемы защиты от вредных выбросов в атмосферу и окружающую среду. Озонаторный комплекс включает в себя систему подготовки воздуха, систему синтеза озона, систему подачи, распределения и диспергирования озоно-воздушной смеси, систему отведения и деструкции остаточного озона, систему озонобезопасности. Наиболее важной частью озонаторного комплекса является система синтеза озона, состоящая из высоковольтного источника питания и системы электродов, формирующей газоразрядное пространство, где вследствие электрохимических реакций образуется озон. Однако недостаточно внимания уделено ресурсу озонаторных комплексов, хотя одной из проблем при эксплуатации барьерных систем генерации озона - является повышение ресурса их работы, связанного в основном с выходом из строя диэлектрического барьера. Тема диссертационной работы, посвященная исследованию диэлектрических барьеров с короностойким покрытием и разработке высокоресурсных систем генерации озона для озонаторных комплексов является весьма актуальной и востребованной.Здесь в точке х = 0 с поверхностью диэлектрического барьера соприкасается тонкая электропроводящая пластина (электрод 1), второй электрод расположен на противоположной поверхности диэлектрика (электрод 2). Изменением потенциала в области-х1<х<х1 можно пренебречь, т.к. удельное поверхностное сопротивление в зоне разряда Rp ?104 Ом, намного меньше удельного поверхностного сопротивления диэлектрика Rд ? 1012 Ом, из которого изготовлен барьер. Оценочные расчеты размера прибарьерной области согласуются с экспериментальными данными, полученными на электрогазодинамическом устройстве для визуального наблюдения структуры барьерного разряда, разработанном в лаборатории «озона и озонных технологий» ЧГУ (схематически изображено на рисунке 3). Проведены эксперименты на моделях, где диэлектрическим барьером служил слой лака КО-916 без наполнителя, а также моделях с двухслойными барьерами, состоящими из слоя лака без наполнителя и дополнительного защитного слоя с наполнителем из талька и Al2O3. В первой модели в качестве диэлектрического барьера использовался лак КО-916 без наполнителя, во второй модели использовался барьер с защитным слоем, третья модель «классическая» с барьером из стеклотекстолита.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Использование диэлектрических барьеров из доступных и распространенных изоляционных материалов, защищенных короностойким слоем, позволяет повысить ресурс систем генерации озона до 10 000 часов, а также сделать производство озонаторов более технологичным и дешевым.

Разработан состав короностойкого покрытия диэлектрического барьера. Лучшие свойства в качестве наполнителя показали оксид алюминия Al2O3 и тальк. В качестве связующего целесообразно использовать кремнийорганический лак. Найдено оптимальное соотношение связующего и наполнителя 1:1. На данную разработку получен патент на изобретение Российской федерации.

Предложена методика ускоренных испытаний на ресурс моделей систем высоковольтных электродов генераторов озона.

Разработана экспериментальная установка для испытания систем высоковольтных электродов озонаторов.

Построенная по экспериментальным данным дисперсионная модель подтверждает значимость влияния как важнейшего фактора короностойкого покрытия на ресурс работы диэлектрического барьера.

Разработаны конструктивные решения, изготовлены и внедрены опытные образцы генераторов озона с использованием полученных рекомендаций.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кравченко Г.А. Исследование высокоресурсного диэлектрического барьера для генераторов озона /Г.А. Кравченко // Вестник Чувашского университета. - 2008. -№2, -С. 100-103.

2. Андреев В.В. Результаты исследования структуры барьерного разряда / В.В. Андреев, Л.А. Васильева, Г.А. Кравченко, Ю.П. Пичугин // Нелинейный мир. - 2008. - т.7, №11 - С. 811-819.

3. Кравченко Г.А. Оценка геометрических и температурных параметров микроразрядов в барьерном разряде / Г.А. Кравченко, Ю.П. // Вестник Чувашского университета. - 2011. -№3, -С. 102-106.

4. Устройство для генерирования озона: патент Рос. Федерация МПК C01B13/11/ Пичугин Ю.П., Кравченко Г.А.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО ЧГУ им. И.Н. Ульянова.-№ 2355627 заявлен 25.09.07; опубликован 20.05.09, бюл № 5

5. Озонаторный комплекс: патент № 122084 Рос. Федерация: МРК С01В 13/11 / Андреев В.В., Кравченко Г.А., Пичугин Ю.П., Телегин Г.Г., Телегин В.Г. заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова», заявлен 04.06.12, опубликован 20.11.12, бюл. №32.

6. Исследование влияния термостойкого покрытия диэлектрического барьера на работу генераторов озона / Г.А. Кравченко, И.В. Тимофеев, Е.С. Гаврилов // Студент. Наука. Будущее: Сборник трудов региональной 41-й научной студенческой конференции. - Чебоксары, 2007.-С. 307-308.

7. Совершенствование барьера - основной вариант повышения надежности и ресурса озонаторных установок / Ю.П. Пичугин, Г.А. Кравченко // Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии: сборник трудов 30-ого Всероссийского научно-практического семинара. - М. МГУ, 2008. - С. 223-227.

8. Разработка высокоресурсного диэлектрического барьера для генератора озона / Ю.П. Пичугин, Г.А. Кравченко // Тинчуринские чтения: материалы докладов III молодежной международной научной конференции. - Казань, 2008. - С. 57-58.

9. Создание и исследование диэлектрических барьеров с защитным покрытием / Ю.П. Пичугин, Г.А. Кравченко // Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты: сборник трудов XII Международной конференции. Труды МКЭЭЭ. - Крым, Алушта, 2008, - С. 103.

10. Совершенствование генераторов озона для агропромышленного комплекса / Ю.П. Пичугин, Г.А. Кравченко, А.Н. Матюнин // Наука в развитии села: материалы республиканской научно-практической конференции. Чув. ГСХА - Чебоксары, 2009. - С. 231-237.

11. Использование двух-трехслойного барьера в генераторах озона для технологических и экологических целей / Ю.П. Пичугин, Г.А. Кравченко // Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках: сборник материалов XXI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции. - Казань, 2009. - с. 179-180.

12. Эффективность защитного покрытия в барьерных озонаторах / Г.А. Кравченко // Сборник научных трудов молодых ученых и специалистов. - Чебоксары, 2009. - С. 48-52.

13. Разработка и исследование озонаторных установок с повышенным ресурсом работы / Ю.П. Пичугин, Г.А. Кравченко // Электрическая изоляция 2010: сборник научных трудов пятой Международной научно-технической конференции. - СПБ. - 2010.- С. 86-91.

Размещено на .ru