Аэронизация сельскохозяйственных помещений

Естественный воздушный состав характеризуется наличием ионов обусловленных космическим излучением и радиацией земли (заряженные частицы).

Легкие ионы – ионизированные молекулы, окруженные нейтральными молекулами водяного пара.

Тяжелые ионы – заряженные аэрозольные частицы (воды, пыль в воздухе).

На 1 см³ воздуха приходится 500-1000 легких ионов и несколько тысяч тяжелых.

Для организмов наибольшее значение имеют легкие отрицательные ионы, они усиливают окислительно-восстановительные, обменные процессы, усиливают легочно-газовый обмен, активизируют ферменты, усиливают сопротивляемость болезням. При определенных режимах аэроионизации повышаются все показатели сельского хозяйства животных. (выход цыплят при инкубации до 6%, сохранность при выращивании до 10%, яйценоскость –10%, прирост – 20%, удой –10%, прирост поросят на 15%).

Положительные аэроионы действуют на живые организмы отрицательно, приводят к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, повышается усталость.

В производственных помещениях, организациях ионизация «+» ионов повышена.

Искусственно аэроионизация осуществляется аэроионизатором. Наиболее простой «люстра Чижевского», представляет собой металлическую сетку с острыми иглами (400-500шт на 1м²) U=40-50кВ. Подвешивается к потолку помещения, отрицательный подается на люстру, положительный на пол (металлический).

Ток разряда Iраз=0,1Ма, создает 10¹⁰ ионов в секунду.

Положительное влияние:

Создают легкие отрицательные ионы в нужной концентрации.

Создается азон.

Очищается воздух, так как пыль заряжается и осаждается на пол.

Методика расчета на проволочных электродах.

1. Определение исходных данных: вид, возраст животного, кормление, способ вентиляции его;

2. Определяем, рекомендуемое значение концентрации легких отрицательных ионов;

3. Находят удельную силу тока (на единицу объема помещения) по формуле Багирова:

I_V=0,44·10^-12 n² [мкА/м³];

n – количество ионов в единице объема.

4. Определяем общую силу тока на всю систему электродов.

I=I_V·V·10^-6, [A];

5. Рассчитывают удельную силу тока на единицу длины коронируемого электрода.

I_L=I/L, [A/м];

6. Из ВАХ определяем значение напряжения коронного разряда.

ВАХ экспериментальна или по формуле.

I_L=k·ε₀·G

k – подвижность ионов, м²/(В·с),

G – функция напряженности поля и геометрических параметров электродов.

[В²/м²]

h – высота размещения коронируемого электрода над полом;

U – напряжение на коронируемых электродах.

А – функция, зависящая от коронируемой системы.

Из формулы находим требуемое напряжение.

Аэрозольная техника.

Аэрозольной называется система состоящая из твердых или жидких частиц взвешенных в воздухе.

Размеры частиц от 1нм до 1мм.

Аэрозоли из-за высокой площади поверхности на единицу объема обладают большой физико-химической активностью (мука –300гр на м³ взрывоопасна).

С помощью аэрозолей проводят дезинфекцию и дезинсекцию, обработку ядохимикатами семян и растений, окраску изделий.

Аэрозольный генератор

Электрофильтрация воздуха

1. Электрические фильтры:

по способу очистки:

а) сухой очистки

б) мокрой очистки

в) электрические фильтры

по конструкции:

а) пластинчатые

б) трубчатые

сухая:

1) однозонная

2) двухзонная

В однозонных фильтрах заряд и осаждение происходит в одной зоне, в двухзонных - в двух.

Двухзонный электрофильтр

Недостатки: частица может перезарядится и улететь. Удаляют – электрод и у диэлектрика.

Физические основы электрической очистки газа.

Фаза очистки:

1. Зарядка взвешенной частицы происходит во внешней зоне коронного разряда, эта зона заполнена отрицательными ионами и свободными электронами. При пропускании через электрический фильтр запыленного газа частицы его поляризуются, к частицам его прилипают ионы из объемного заряда, созданного короной. Заряд идет до тех пор, пока заряд осевших на частицах ионов не сравняется с внешним полем.

2. Заряженная частица движется к осадительному электроду.

3. Осаждение частиц на электрод.

4. Удаление осевших частиц с электрода.

Зарядка частиц: производится во внешней зоне коронного разряда. Эта зона заполнена отрицательными ионами и свободными электронами (есть объемный заряд) скорость движения ионов 10-60 м/с. Характеризуется подвижностью ионов k.

Подвижность ионов k – это скорость движения ионов при тнапряжении поля в 1 В/м.

Газ	k·104
Азот	8
Водород	8,13

Подвижность отрицательных ионов выше

Подвижность ионов зависит от температуры, влажности, давления газа, чистоты газа. В однородном газе подвижность в десятки раз выше. При пропускании через электрический фильтр запыленного газа или пыли, частицы его поляризуется.

К частицам налипают ионы из объемного разряда, созданного короной.

Заряд идет до той поры, пока заряд осевших на частице ионов не сравниться с внешним полем.

З аряд частицы

е – заряд электрона;

n₀ – концентрация отрицательных ионов ( );

t - время зарядки;

ε₀ – диэлектрическая проницаемость.

Сущность 2 механизма зарядки.

1. Ударная, для частиц > 1 мкм.

2. Диффузионная для частиц до 0,1 мкм.

Максимальный заряд при ударной зарядке.

где ε_r – диэлектрическая проницаемость частицы;

E_з – напряженность поля в точке зарядки частицы;

r - радиус частицы.

Максимальный заряд получается ≈ за 0,1 сек.

Для диффузионной зарядки:

К – постоянная Больцмана;

m – масса частицы;

А – const;

Т – температура.

А – функция зависящая от начальной концентрации частиц электронов.

2. Движение заряженных частиц.

Скорость движения заряженной частицы зависит от Кулоновской силы, силы тяжести, давления электрического ветра, силы сопротивления среды.

Кулоновская сила.

Е_ос – напряженность осаждения.

Сила тяжести.

Диаметр частицы d, мкм	100	10	1
Скорость падения V, м/с	0,3	0,003	0,00003

Для меньших частиц скоростью падения пренебрегают

Сила электрического ветра – скорость электрического ветра не более 1 м/с, он обусловлен тем, что заряженная частица двигается, сталкивается и увлекает за собой частицы воздуха, в результате возникает ветер (движение воздуха). Электрический ветер чаще всего не учитывают.

Сила сопротивления среды определяется по закону Стокса (в зависимости от вязкости среды).

F_ср.=6π·μ·r·W_g.

W_g – скорость дрейфа частицы (движения её к осадительному электроду);

μ – вязкость воздуха;

r – радиус частицы.

Для частиц р-рами больше длины свободного пробега скорость частицы.

Для более мелких частиц существуют поправки.