Поведение частицы на электроде в электрическом поле

Представим частицу, лежащую на электроде, полуэллипсоидом с полуосями: а — по полю, b и с — в основа­нии.

и — относительная диэлек­трическая проницаемость и проводимость материала частицы.

j и — плотность тока коронно­го разряда и напряженность поля у осадительного электрода.

и — относительная диэлек­трическая проницаемость и проводимость среды. Для воздуха = 1. В по­ле коронного разряда у_v2 = j/ .

 

Если частица хорошо проводящая (y_v1» y_v2), то в электростатическом поле будет преобладать внутренняя перезарядка частицы за счет поляризации и подтекания заряда противоположного знака с электрода, частица в случае, показанном на рисунке, зарядится отрицательно, и на нее будет действовать отрицательная сила.

Если частица плохо проводящая (y_v1 «y_v2), то будет происходить интенсивная внешняя зарядка частицы в поле коронного разряда, и она приобре­тет избыточный положительный заряд. В этом случае на нее будет действовать прижимающая сила.

Полный заряд частицы будет складываться из свободного (избыточного) и связанного (поляризационного) зарядов. При отрыве частицы от электрода ее движение определяется действием электрического поля на свободный заряд, который находится как

= (3.28)

где - предельное значение заряда частицы на электроде; т - постоянная времени зарядки; t - время нахождения частицы на электроде.

Установившееся значение заряда частицы на электроде будет равно

(3.29)

где d_a - коэффициент деполяризации (при отношении а/b = 1 d_a = 0, 33; при a/b = 2 d_a = 0, 72).

Постоянная времени зарядки

(3.30)

 

Из (3.28) - (3.30) видно, что при:

а) = получаем =0;

б) » получаем = ;

т.е. на проводящую частицу будет действовать отрывающая сила;

в) « получаем =

т.е. на непроводящую частицу на электроде будет действовать прижимающая сила.

Таким образом, если даже аэрозольная частица до попадания на электрод имела какой-то заряд q, то на электроде будет происходить ее переза­рядка.

Если полуоси полуэллипсоида в основании равны b = с, то выражение для силы, действующей на частицу на электроде в электрическом поле корон­ного разряда, будет следующим:

а) для проводящей частицы ():

(3.31)

где при а/b = 2 параметр I = 0.282, а отношение = 4, 76;

б) для плохо проводящей (диэлектрической) частицы ():

(3.32)

 

Кинетика изменения си­лы F для проводящей аэро­зольной частицы показана сле­ва.

Из рисунка видно, что при t = 0, когда q/q₀₀ = 0, на аэрозольную частицу действу­ет прижимающая сила, обу­словленная поляризацией час­тицы в электрическом поле и удержанием за счет сил зер­кального отображения.