Применение статического электричества для очистки воздуха сообщение
Обновлено: 17.05.2024
Презентация на тему: " Применение статического электричества в быту.. Что собой представляет статическое электричество? Если же рассматривать данный эффект с физической стороны," — Транскрипт:
1 Применение статического электричества в быту.
2 Что собой представляет статическое электричество? Если же рассматривать данный эффект с физической стороны, то это явление характеризуется потерей предметом внутреннего баланса, который вызван утратой (или приобретением) одного из электронов. Проще говоря – это самопроизвольно образующийся электрический заряд, возникающий из-за трения поверхностей друг о друга. Причиной этому служит соприкосновение двух различных веществ самого диэлектрика. Атомы одного вещества отрывают электроны другого. После их разъединения каждое из тел сохраняет свой разряд, но при этом разность потенциалов растёт.
3 Применение статического электричества в быту Электричество может быть вашим хорошим помощником. Но для этого следует досконально знать его особенности и умело использовать их в нужном направлении. В технике применяют различные способы, которые основываются на следующих особенностях. Когда маленькие твёрдые либо жидкие частицы веществ попадают под воздействие электрического поля, то они притягивают ионы и электроны. Происходит накапливание заряда. Их движение продолжается уже под воздействием электрического поля. В зависимости от того, какое использовать оборудование, можно при помощи этого поля осуществлять различное управление движением данных частиц. Всё зависит от процесса. Такая технология стала часто применяться в народном хозяйстве.
4 Покраска Окрашиваемые детали, которые перемещаются на контейнере, например, детали машины, заряжают положительно, а частицы краски – отрицательно. Это способствует быстрому их стремлению к деталям. В результате такого технологического процесса формируется очень тонкий, равномерный и достаточно плотный слой краски на поверхности предмета. Частицы, которые были разогнаны электрическим полем, с большим усилием ударяются о поверхность изделия. Благодаря этому достигается высокая насыщенность красочного слоя. При этом расход самой краски существенно уменьшается. Она остаётся только на самом изделии.
6 Создание ворса Для того чтобы в электрическом поле образовался ворсяной слой на любом виде материала, его заземляют, а на поверхность наносят слой клея. Потом сквозь специальную заряженную сетку из металла, которая располагается над данной плоскостью, начинают пропускать ворсинки. Они очень быстро ориентируются в данном электрическом поле, что способствует их равномерному распределению. Ворсинки опускаются на клей чётко перпендикулярно плоскости материала. При помощи такой уникальной технологии удаётся получить различные покрытия, схожие с замшей или даже бархатом. Такая методика позволяет получить различные разноцветные рисунки. Для этого используют ворс разной окраски и специальные шаблоны, помогающие создать определенный узор. Во время самого процесса их прикладывают поочерёдно на отдельные участки самой детали. Таким способом очень легко получить разноцветные ковры.
7 Сбор пыли В чистоте воздуха нуждается не только сам человек, но ещё и очень точные технологические процессы. Из-за наличия большого количества пыли всё оборудование приходит в негодность раньше своего срока. Например, засоряется система охлаждения. Улетающая пыль с газами – это очень ценный материал. Обусловлено это тем, что очистка различных промышленных газов сегодня крайне необходима. Сейчас данную проблему очень легко решает электрическое поле. Как это работает? Внутри трубы из металла находится специальная проволока, играющая роль первого электрода. Вторым электродом служат её стенки. Благодаря электрическому полю, газ в нём начинает ионизироваться. Ионы, заряженные отрицательно, начинают присоединяться к частицам дыма, который поступает вместе с самим газом. Таким образом, происходит их заряд. Поле способствует их движению и оседанию на стенках трубы. После очищения газ движется на выход. На крупномасштабных ТЭС удаётся уловить 99 процентов золы, которая содержится в выходящих газах.
8 Смешивание Благодаря отрицательному либо положительному заряду мелких частиц, получается их соединение. Частички при этом распределены очень равномерно. К примеру, при производстве хлеба не нужно совершать трудоёмкие механические процессы, чтобы замесить тесто. Крупинки муки, которые предварительно заряжают положительным зарядом, поступают при помощи воздуха в специально предназначенную камеру. Там происходит их взаимодействие с водными каплями, заряженными отрицательно и уже содержащими дрожжи. Они притягиваются. В результате получается однородное тесто. Способов использования статического электричества очень много. Поток заряженных частиц легко управляем, а сам технологический процесс в результате делается автоматизированным.
9 Предотвращение возникновение статического разряда в быту Статическое электричество в быту очень пагубно может воздействовать на оборудование. Устранить его можно. Для этого вам необходимо: повысить влажность воздуха в доме до 70%. Для этого можно использовать специальные увлажнители; добавить гидрофильные вещества (хлорид кальция); протирать электризующие поверхности раствором глицерина. Эти действия помогут вам в разы увеличить защиту вашего дома от статического разряда. А бесперебойную работу оборудования вам сможет гарантировать только периодическое их обслуживание
В связи с этим повсеместно используются современные фильтры, которые могут задерживать:
- шерсть животных,
- пыль,
- пыльцу растений,
- табачный дым, неприятные запахи,
- бактерии, вирусы,
- плесень, споры грибов и другие.
Все эти загрязнители могут вызывать аллергию и являются потенциально опасными. Одним из самых популярных и доступных фильтров, представленных на рынке, является электростатический.
Фильтр электростатический для вентиляции используется для удаления из воздуха аэрозольных и механических частиц: копоти, сажи, дыма, мелкой пыли, ядовитых паров, мелкодисперсной пыли и других опасных бытовых и промышленных загрязнителей.
Такой прибор для очистки воздуха состоит из следующих компонентов:
- фильтр грубой очистки со стальной сеткой внутри,
- первый пластинчатый фильтр с плоскими электродами,
- второй пластинчатый фильтр с плоскими электродами,
- фильтр тонкой очистки, обычно с активированным углём.
Содержимое устройства может меняться в зависимости от уровня мощности и других показателей. Чем дороже оборудование, тем большей мощностью оно обладает. Недорогие фильтры можно использовать в городских квартирах. Для производственных предприятий приобретают дорогостоящую технику, отвечающую достаточно жестким требованиям.
Принцип работы электростатических фильтров для очистки воздуха
Поток воздуха, проходя через несколько ступеней очистки устройства электростатического фильтра, а именно: ионизатор, пылесборник и несколько фильтров на выходе, получается практически стерильным.
Принцип работы электростатического устройства заключается в притяжении электрических зарядов с разной полярностью. Частицы в воздухе, попадая в фильтр, приобретают электрический заряд и оседают на токопроводящих пластинах с противоположной полярностью.
Во время работы такого фильтра для очистки воздуха выделяется озон, который у многих ассоциируется с запахом грозы. При работе промышленных установок N2 разрушается до окислов азота, так как озон сам по себе является довольно опасным и ядовитым веществом, может вызывать аллергические реакции и ожоги органов дыхания.
Электростатической фильтр — какая эффективность
Степень очистки воздуха такой техникой колеблется в пределах 40-95% и зависит от мощности и качества оборудования. Стоит отметить, что никаких расходных материалов у устройства нет, пластины нужно лишь время от времени промывать, а это существенно удешевляет эксплуатацию.
Низкое потребление электроэнергии и бесшумность делают их вполне подходящими для использования в быту. Из недостатков стоит отметить низкую производительность у непрофессиональных моделей.
Качественные устройства устанавливают не только в городских квартирах, но и на предприятиях, занимающихся:
- сваркой и электросваркой,
- лазерной резкой,
- механической обработкой материалов,
- обработкой цветных металлов,
- термообработкой.
Такую технику используют в медицинских учреждениях, на предприятиях общественного питания, в административных и офисных зданиях.
ВИДЕО ОБЗОР
" alt="">
Рейтинг производителей — какие электростатические фильтры самые популярные
Выбор электростатических устройств в магазинов достаточно большой. У обывателей могут возникнуть сложности с подбором техники для дома, офиса или производственного цеха. В первую очередь, нужно изучить технические характеристики устройства, обратить внимание на цену.
Plymovent Group предлагает оборудование SFE. Это уже достаточно серьёзное оборудование стоимостью около 200 тысяч рублей. Пропускает через себя 2500 кубометров воздуха за один час. А этого вполне хватит для обслуживания офиса, торгового зала и даже небольших размеров сборочного цеха.
Немецкая фирма UAS.Inc предлагает Smog Hog — фильтр для установки непосредственно в вентиляцию промышленного цеха. Устройство задерживает и масляную взвесь, и сварочную гарь. Стоимость оборудования — около 400 тысяч рублей.
Предприятия общественного питания используют печи и мангалы для приготовления еды. Приятный дымок во время жарки или запекания имеет обратную сторону — он может быть опасен для здоровья, поэтому владельцев заведений важно защитить от него и посетителей, и работников.
Для этого используют электростатические фильтры Smoke Ятаган. Они поглощают сажу, жиры, канцерогены, запахи и дым. Предфильтр устройства необходимо периодически промывать. Оборудование неприхотливо в эксплуатации, отличается высокой эффективностью.
ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ
" alt="">
Электростатический фильтр Эфва Супер Плюс — разработан для очистки воздуха в промышленных условиях. Задерживает масляные, сварочные аэрозоли, выделяемые во время обработки металла, производства медицинских лекарственных средств, в цехах электродуговой сварки и других.
Выход из-под контроля такого показателя как влажность плюс запыленность помещения — вот те главные факторы, которые повышают риск электростатического повреждения электроники. Наилучшим решением в такой ситуации видится ионизация воздуха, способная нейтрализовать заряженные диэлектрические частицы. Это вполне согласуется с рекомендациями международного стандарта IEC61340-5-1, регламентирующего принципы антистатической безопасности на производстве. Кроме того, ионизация воздуха благотворно сказывается на здоровье и самочувствии персонала, и в итоге — на производительности труда.
При работе с электронными компонентами достаточно мгновения для повреждения их разрядом статического электричества. Есть два пути снижения остроты проблемы: повышение влажности воздуха и его ионизация. Первый способ проще, но он нередко влечет вторичные проблемы, такие как дискомфорт персонала, коррозия металла и ухудшение качества пайки.
Ионизация и ESD
Общеизвестно, что атмосферный воздух — диэлектрик. Для того, чтобы эффективно нейтрализовать статические заряды в нем, достаточно изменить его электрическую прочность. Чем выше сопротивление окружающей атмосферной среды, тем медленнее стекает электростатический заряд с объектов на границе их соприкосновения с воздухом. И хотя основное средство отвода статического электричества — заземление, эта технология мало эффективна в диэлектрических средах, где сопротивление материалов составляет 100 GΩ и более. Приборные корпуса, кабельное хозяйство и другие изоляционные материалы представляют реальную угрозу для работоспособности электронных компонентов, чувствительных ESD-разрядам.
Поток разнополярно заряженных ионов, который генерирует ионизатор воздуха, нейтрализует электростатический заряд на объектах рабочей зоны. Регулировка уровня влажности в этой связи является всего лишь сопутствующей технологией, снижающей риск повреждения электроники. Насыщение рабочей атмосферы парами воды — один из действенных способов борьбы с пылью, но с нейтрализацией ESD это связано косвенным образом. Тем не менее, гигрометрические параметры воздуха в рабочей зоне следует включить в перечень строго контролируемых параметров. Наблюдение за уровнем влажности следует вести непрерывно или дискретно с заданной периодичностью.
Способы ионизации воздуха
Фактически, на крупных производствах за ионизацию отвечает система вентиляции и кондиционирования, поддерживающая производственный микроклимат. Промышленные устройства, применяемые для этого, содержат встроенную функцию насыщения воздуха ионами. Генерирующим элементом для них служат биполярные ионизаторы, создающие поток анионов (положительно заряженных частиц) и катионов (отрицательных заряженных частиц). Рассмотрим типы оборудования, призванного обеспечить нейтрализацию диэлектрических свойств воздуха.
Ионизаторы непрерывного действия
Steady-state DC ionizers — это генератор ионов непрерывного действия с питанием активной зоны постоянным током. Выработка разнополярно заряженных ионов выполняется на разных эмиттерах. Устройства такого типа обеспечивают высокую концентрацию ионов в окружающей среде — эмиттеры разнесены друг от друга и непрерывно генерируют ионы определенной полярности. Интенсивность рекомбинации ионов противоположной полярности невелика: такие ионизаторы эффективно нейтрализуют заряд даже на движущихся объектах. Не рекомендуется их устанавливать слишком близко к защищаемому объекту, поскольку в этом случае может нарушаться сбалансированность ионного потока. Генераторы ионов непрерывного действия являются наиболее эффективными дорогостоящими устройствами, требуют точной балансировки, но могут нарушать баланс ионного потока на близких расстояниях.
Ионизаторы импульсного действия
Pulsed DC ionizers — ионизаторы постоянного тока импульсного действия — это генерторы ионов с игольчатыми разнополярными эмиттерами, подключенными к раздельным генераторам положительных и отрицательных импульсов высокого напряжения, работающим в противофазе. Преимуществом таких ионизаторов является возможность регулирования количественного соотношения вырабатываемых положительных и отрицательных ионов с заданной частотой. При низких частотах тактировани проявляется эффект нейтрализации электростатических зарядов даже на большом удалении от источника ионов. Интенсивность их рекомбинации невелика благодаря чередованию фаз генерации.
К недостаткам ионизаторов импульсного действия относится наводка импульсных токов, которые могут быть опасными для наиболее чувствительных электронных компонентов. Вместе с тем, на производствах не связанных с электроникой (полиграфия, фармацевтика, обработка пластиков) этот тип устройств наиболее эффективен.
Ионизаторы переменного тока
Самыми распространенными средствами ионизации воздуха в зона производства и сервиса электроники являются ионизаторы переменного тока (AC ionizers). Их применение в качестве компонента ESD-защиты продиктовано бюджетным ценником на такие устройства, простотой их эксплуатации и обслуживания. В основе их работы лежит принцип генерации ионов с помощью коронного разряда с дискретностью, совпадающей или кратной частоте сети переменного тока — 50 Гц.
На эмиттерах, выполненных в виде игольчатых электродов, поочередно генерируются положительные и отрицательные ионы. Концентрация заряженных частиц формируется в непосредственной близости от AC-ионизатора, что обуславливает малую зону защиты вследствие высокого уровня рекомбинации ионов.
Преимущество таких устройств состоит в сбалансированной генерации ионов и возможности размещения ионизатора в непосредственной близости от объектов радиоэлектроники, защищенных от воздействия статического электричества. Кроме того, AC-ионизаторы благотворно влияют на микроклимат.
Портативные ионизаторы
Наиболее эффективными средствами для подавления ESD являются портативные ионизаторы — с их помощью достигается заданная концентрация ионизированных частиц в рабочей зоне. Там, где существует наибольший риск накопления статического электричества на диэлектрических поверхностях. Благодаря этому, статический заряд нейтрализуется существенно быстрее, чем при использовании комплексной ионизации. Особенно это действенно при совместной эксплуатации ионизаторов с локальными увлажнителями воздуха и вентиляцией — поток ионизированного воздуха хорошо контактирует с объектами, подверженными действию ESD.
Практикум по ионизации
Использование всех типов ионизаторов воздуха выдвигают на первый план задачу борьбы с пылью в масштабах всего предприятия и требования мобильной гигиены к оборудованию рабочих мест. Это следует из особенностей работы ионизатора — положительно и отрицательно заряженные частицы, контактируя с пылью, осаждают ее на пол и другие горизонтальные поверхности. Уборка помещения и протирка специальными средствами рабочих столов, дисплеев и экранов устройств должна выполняться строго по графику на приоритетных условиях.
Резюме
Забота о здоровье персонала и минимизация потерь от воздействия статического электричества должны стать основной мотивацией для оснастки производственных площадей и рабочих мест современными и эффективными средствами ESD-защиты. Их использование существенно снижает запыленность помещения, положительно влияя на производительность труда. А применение ионизации воздуха в чистых комнатах — абсолютное и безальтернативное требование.
Способов получения главного коммунального ресурса, — электричества, становится все больше. Уже никого не удивишь его геотермальными электростанциями и ветрогенераторами и солнечными батареями. Самый новый способ до недавнего времени был только в мечтах. Российские ученые придумали, как грамотно использовать перспективы эбонитовой палочки в народном хозяйстве, разработав преобразователь, которые позволит применить статическое электричество для выработки электроэнергии в промышленных масштабах.
Что такое электростатика, все знают на собственном опыте. В сухом помещении разряды электричества иногда очень досаждают. Как побороть этот эффект, известно. А вот как извлечь из него пользу, до недавнего времени сказать никто не мог. Выход нашли в НИИ электрификации сельского хозяйства.
Методом проб и ошибок с помощью новейшей электроники нашим ученым удалось сконструировать преобразователь в лабораторных условиях. Работы российского изобретение можно показать так. Для создания статического поля используется люстра Чижевского. Затем через специальный съемник энергия подается на преобразователь. В нем электростатика превращается в постоянный ток.
Из 60 киловольт статического электричества здесь удается получить 90 Вольт постоянного тока. На практике можно снять напряжение намного выше. Достаточно разместить токосъемники в таких уголках планеты, где воздух сильно заряжен. Например на южном полюсе с его сухим климатом или в горах, где собирать энергию из воздуха не менее перспективно, чем в Антарктиде.
В горах ветер гонит облака. С одной стороны, можно ставить ветрогенераторы, с другой стороны — токоприемники, которые будут собирать статическое электричество и преобразовывать его в ток.
Ученые говорят, что такое электричество будет самым дешевым, особенно если совместить его с другой разработкой. Там же, в НИИ электрификации сельского хозяйства, сейчас идут испытания нового способа передачи энергии через электромагнитное поле. Электричество течет не по проводам, а буквально вокруг них. Такой способ практически сводит на нет потери энергии и позволяет сэкономить. Для этого достаточно проводников толщиной в несколько микрон.
30 киловатт, которые употребляют эти лампы, потребовали бы тока 150 ампер и это должны быть токопроводящие линии, соединяющие потребителя с источником, очень большого сечения.
Пока все эти разработки лишь макеты и чертежи. Сейчас наши ученые готовятся к реальным масштабным испытаниям. Только после этого точно станет известно, будут ли наши чайники и кофеварки работать от воздуха, а не от обычной электросети.
Читайте также: