PDF Печать E-mail

DOI: https://doi.org/10.15407/techned2020.02.017

УДК 537.523.9

МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ В ЕЛЕКТРОДНІЙ СИСТЕМІ ЗАДЛЯ СТВОРЕННЯ ІМПУЛЬСНОГО БАР’ЄРНОГО РОЗРЯДУ В АТМОСФЕРНОМУ ПОВІТРІ ЗА ПРИСУТНОСТІ ВОДИ В КРАПЛИННО-ПЛІВКОВОМУ СТАНІ

Журнал Технічна електродинаміка
Видавник Інститут електродинаміки Національної академії наук України
ISSN 1607-7970 (print), 2218-1903 (online)
Випуск № 2, 2020 (березень/квітень)
Cторінки 17 – 22

 

Автори
В.О. Берека1*, І.В. Божко1**, канд.техн.наук, В.О. Бржезицький2***, докт. техн. наук, Я.О. Гаран2****, канд.техн.наук, Є.А. Троценко2******, канд. техн. наук
1-Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
2-НТУ України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського"
пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна,
* ORCID ID : https://orcid.org/0000-0003-0888-2864
** ORCID ID : https://orcid.org/0000-0002-7955-246X
*** ORCID ID : https://orcid.org/0000-0002-9768-7544
**** ORCID ID : https://orcid.org/0000-0003-3242-9218
***** ORCID ID : https://orcid.org/0000-0001-9379-0061

Шляхом моделювання проведено дослідження розподілу напруженості електричного поля та потенціалу в повітряному пласко-паралельному проміжку електродної системи задля створення імпульсного бар’єрного розряду при наявності в ній води в краплинно-плівковому стані. Розрахунки виконані за умов уніполярних імпульсів напруги з тривалістю фронту ≈40 нс, ширині газового проміжку 3,2 мм, товщині плівок води на його стінках 0,15 мм, діаметру крапель 0,5–1,5 мм. Показано, що за присутності крапель води значно змінюється розподіл електричного поля в проміжку: з однорідного він стає різко неоднорідним. Найвища напруженість поля спостерігається в точках на поверхні краплі, що найближчі до стінок проміжку. Ця напруженість в ≈2,5 рази вища за ту, що відповідає однорідному полю. Також розглянуто вплив сусідніх крапель на розподіл напруженості електричного поля. Він є суттєвим (>10%) тільки тоді, коли відстань між сусідніми краплями стає меншою 1,5 мм. Бібл. 8, рис. 6.

Ключові слова: імпульсний бар’єрний розряд, напруженість електричного поля, краплі, плівка води, повітря.

 

Надійшла                       02.01.2020
Остаточний варіант        28.01.2020
Підписано до друку        26.02.2020



УДК 537.523.9

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ЭЛЕКТРОДНОЙ СИСТЕМЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ В ПРИСУТСТВИИ ВОДЫ В КАПЕЛЬНО-ПЛЕНОЧНОМ СОСТОЯНИИ

Журнал Технічна електродинаміка
Издатель Институт электродинамики Национальной академии наук Украины
ISSN 1607-7970 (print), 2218-1903 (online)
Выпуск № 2, 2020 (март/апрель)
Cтраницы 17 – 22

 

Авторы
В.О. Берека1, И.В. Божко1, канд.техн.наук, В.А. Бржезицький2, докт.техн.наук, Я.А. Гаран2, канд.техн.наук, Е.А. Троценко2, канд.техн.наук
1-Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев, 03057, Украина,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
2-НТУ Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского",
пр. Победы, 37, Киев, 03056, Украина,

Путем моделирования проведено исследование распределения напряженности электрического поля и потенциала в электродной системе для создания импульсного барьерного разряда в атмосферном воздухе при наличии в нем воды в капельно-пленочном состоянии. Расчеты выполнены при условиях, что длительность фронта импульса ≈40 нс, ширина газового промежутка 3,2 мм, толщинах пленок воды на его стенках 0,15 мм и диаметре капель 0,5 – 1,5 мм. Показано, что присутствие капель воды кардинально меняет распределение поля в промежутке: с однородного оно стает резконеоднородным. Максимальная напряженность поля наблюдается в точках на поверхности капли, которые расположены ближе всего к стенкам промежутка. Эта напряженность в ≈2,5 раза выше той, которая характерна для однородного поля при отсутствии капель. Также рассмотрено влияние соседних капель на распределение электрического поля. Оно становится существенным (>10%), когда расстояние между соседними каплями уменьшается до величин менее 1,5 мм. Библ. 8, рис. 6.

Ключевые слова: импульсний барьерний разряд, напряженность электрического поля, капля, пленка воды, воздух.

 

Поступила                          02.01.2020
Окончательный вариант     28.01.2020
Подписано в печать            26.02.2020



Робота виконана за держбюджетною темою «Розвиток теорії електрофізичних процесів в імпульсних системах електромагнітної обробки електропровідних середовищ («БАР’ЄР-2»), яка виконується згідно з Постановою Бюро ВФТПЕ Президії НАН України від 04.07.2018р. (протокол №11). Державний реєстраційний номер теми 0117U007714.

Література
1. Vanraes P., Nikiforov A.Y., Leys Ch. Electrical Discharge in Water Treatment Technology for Micropollutant Decomposition. Chapter 15. InTech, 2016. Рр. 457-506. DOI: http://dx.doi.org/10.5772/61830
2. Bo Jiang, Jingtang Zheng, Shi Qiu, Qinhui Zhang, Zifeng Yan, Qingzhong Xue. Review on Electrical Discharge Plasma Technology for Wastewater. Chemical Engineering Journal. 2014. No 236. Pp. 348-363. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2013.09.090
3. Shen Zhao, Chunjing Hao, Di Xu, Yiyong Wen, Jian Qiu, Kefu Liu. Effect of Electrical Parameters on Energy Field of Organic Pollutant Degradation in a Dielectric Barrier Discharge Reactor. IEEE Transactions on Plasma Science. 2017. Vol. 45. Issue 6. Pр. 1043-1050. DOI: https://doi.org/10.1109/TPS.2017.2691726
4. Dojchinovich B.P., Roglich G.M., Obradovich B.M., Kuraica M.M., Kostich M.M., Nesich J., Manojlovich D.D. Decolorization of Reactive Textile Dyes Using Water Falling Film Dielectric Barrier Discharge. Journal of Hazardous Materials. 2011. No 192. Рp. 763-771. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.05.086
5. Божко І.В., Карлов О.М., Кондратенко І.П., Чарний Д.В. Розробка комплексу для обробки води імпульсним бар’єрним розрядом. Технічна електродинаміка. 2017. № 6. С. 80-86. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.06.080
6. Яворовский Н.А., Корнев Я.И., Прейс С.В., Пельцман С.С., Хаскельберг М.Б., Чен Б.Н. Активные частицы-окислители в водо-воздушном потоке. Известия Томского политехнического института. 2006. Т. 309. № 2. С.108-113.
7. Schoenbach K.H., Joshi R.P., Stark R.H., Dobbs F.C., Beebe S.J. Bacterial Decontamination of Liquids with Pulsed Electric Fields. IEEE Transactionson Dielectrics and Electrical Insulation. 2000. Vol. 7. No 5. Рр. 637-645. DOI: https://doi.org/10.1109/94.879359
8. Kornev Ya.I., Isaev Yu.N., Ushakov V.Ya., Khaskelberg M.B., Yavorovskii N.A., Kolchanova V.A. Influence of the Distribution of Electric Fields in a Reactor of Electrodischarge Water Treatment on the Treatment Efficienty. Russian Physics Journal. 2004. Vol. 47. No 10. Рр. 1062-1070. DOI: https://doi.org/10.1007/s11182-005-0022-4

 

PDF

 

 

Ліцензія Creative Commons
Цей твір ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства — Некомерційна — Без Похідних 4.0 Міжнародна.