ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКАЯ, ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ И ЭЛЕКТРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ Обработка электрическим током; Электроимпульсная технология; Электронно-ионная технология; Применение ультразвуковых волн; Применение магнитных полей

Технологическое применение физико – химического действия тока проявляется в следующих процессах: электролизе, электрокоагуляции, электроосмосе, электродиализе.

Электролиз – это совокупность окислительно – восстановительных процессов, которые происходят на электродах, погруженных в электролит, при происхождении через него постоянного электрического тока. Основные области применения электролиза – получение различных веществ и нанесение покрытия.

Электрический ток в электролитах представляет собой направленное движение ионов в электрическом поле. В отличие от металлов и полупроводников прохождение электрического тока через электролит сопровождается переносом массы вещества.

где α электрохимический эквивалент, г/Кл; I ток, А; τ время прохождения тока, с. Количество вещества g, выделившееся на электроде при прохождении электрического тока через раствор электролита, определяется законом Фарадея:

Схема электролизной установки: 1 электролит; 2 электроды; 3 источник питания; 4 проводящие шины

Внесение микроэлементов в почву Приготовление дезинфицирующих растворов

Электрокоагуляция метод очистки водной системы от взвешенных мельчайших частиц примесей путем введения в нее коагулянтов (химических веществ, обеспечивающих перевод взвешенных частиц в осадок).

Электроосмос это движение жидкости через капилляр или пористую диафрагму при наложении внешнего электрического поля.

сопротивление плуга воздействие на растения забивание свай Осушение котлованов + положительные электроды; дырчатые трубы (иглофильтры) подключенные к отрицательному полюсу; стрелками показано движение воды.

Электродиализ перенос ионов под действием электрического поля через ионоселективные мембраны. Данные мембраны, изготовленные из специальных ионообменных материалов, содержат высокую концентрацию неподвижных (фиксированных) ионов, химически связанных с каркасом мембраны, и поэтому пропускают ионы только одного знака заряда.

Схема трехкамерного электродиализатора 1 анод; 2 катод; А анионитовая мембрана; К катионитовая мембрана.

При разделении анодного и катодного пространств изменяются химическая и биологическая активность растворов, их физические свойства, происходит активация водных растворов. При этом анолит -раствор, находящийся в прианодном пространстве, - имеет кислотный показатель, а католит - в прикатодном - щелочной. Анолит обладает бактерицидными свойствами, католит стимулирует процессы регенерации и развития клеток.

ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Применение: Электрические изгороди. Электрический обмолот зерна. Предуборочная подготовка подсолнечника.

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ (ЭГЭ) Электрогидравлический эффект - преобразование электрической энергии в механическую при помощи высоковольтного разряда в жидкой среде. Электрогидравлический эффект это возникновение высокого давления в результате высоковольтного электрического разряда между погруженными в непроводящую жидкость электродами.

Принципиальная схема получения электрогидравлического эффекта: 1 и 2 электроды.

Зависимости тока, напряжения, мощности и сопротивления канала разряда от времени

Пластическая деформация материалов с помощью ЭГЭ Схема электроимпульсной штамповки: а в открытой камере; б в закрытой камере; в в трубчатой заготовке; 1 электроды; 2 разрядная среда (вода); 3 заготовка

ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Для обработки металлов с высокими механическими свойствами применяется метод размерной обработки при непосредственном использовании теплового эффекта электрической энергии электроэрозионная обработка.

Схема электроискровой обработки металлов: 1 электрод-инструмент; 2 жидкий диэлектрик; 3 электрод-заготовка.

ЭЛЕКТРОННО-ИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Электронно-ионная технология (ЭИТ) - это область электротехнологии, в которой используют взаимодействие сильных электрических полей с электрически заряженными или заряжаемыми в них частицами твердого или жидкого вещества, придают им упорядоченное и целенаправленное движение для выполнения определенных технологических процессов.(Проявление силового действия)

Зарядкой частиц называют сообщение им избыточного свободного электрического заряда.

Электрическая контактная зарядка частиц Электрическая зарядка частиц ионная в поле коронного разряда

Электрическая зарядка частиц комбинированная

Некоторые системы электродов для создания поля коронного разряда

ОЧИСТКА И СОРТИРОВАНИЕ ЗЕРНА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЯХ

Устройства, предназначенные для разделения сыпучих смесей в электрических полях, называют электрическими сепараторами. Их классифицируют по виду электрического поля - электростатические, коронные, с переменным полем и комбинированные; по конструкции - камерные, барабанные, транспортерные, решетные. Совокупность свойств, по которым разделяют семена, называют признаком делимости.

Схемы некоторых электро сепараторов: а коронный барабанный; б коронный транспортерный; в коронный камерный; г коронный типа горка; д, е диэлектрический барабанный; 1 приемный бункер; 2 щетка; 3 загрузочный бункер; 4 семя; 5 коронирующие электроды; 6 барабан; 7 лента транспортера; 8 заземленная металлическая плоскость (некоронирующий электрод); 9 бифилярная обмотка; ВН высокое напряжение.

АЭРОИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА

Под действием различных физических факторов (радиоактивного излучения, космических лучей, грозовых разрядов и др.) непрерывно происходит ионизация воздуха. В зависимости от подвижности и размера ионы делят на: - легкие ( k > 0,1...0,5 см 2 /(В·с), - средние, - тяжелые (k < 0,1...0,5 см 2 /(В·с), - ионы Ланжевена, - ультра тяжелые

При длительном пребывании животных и птицы в воздухе с искаженным ионным составом снижается их сопротивляемость к заболеваниям и уменьшается продуктивность.

Санитарные нормы на содержание отрицательных аэроионов в воздухе производственных и общественных помещений: Необходимый минимум ионов/куб.см. Оптимальный уровень ионов/куб.см. Воздух городских квартир ионов/куб. см. Воздух городских улиц ионов/куб. см. Лесной и морской воздух ионов/куб. см.

Воздух горных курортов ионов/куб. см. Воздух водопада ионов/куб. см. Воздух после грозы ионов/куб. см. Ионизатор "Анион" (Анион-40Т) ионов/куб. см. Ионизатор "Мальм-Аэрон" ионов/куб. см. Ионизатор "ИОН-1" - не менее ед.зар./кв. см. Воздухоочиститель-ионизатор "Супер+Турбо" - до ионов/куб. см. Воздухоочиститель-ионизатор "Овион-С" - не менее 500 млн. ед.зар./кв.см

Озонирование, ионизация

Для очистки воздуха применяются фильтры. По сравнению с другими фильтрами электрические дают более высокую степень очистки (до 99 %) больших объемов газа, улавливают частицы в широком диапазоне (от сотен до долей микрона), имеют низкое аэродинамическое сопротивление, с их помощью возможна комплексная обработка воздуха (очистка, ионизация и создание регулируемых концентраций озона).

Электрические фильтры очистки воздуха

Основной характеристикой эффективности является степень очистки газов (КПД фильтра) где z 1 и z 2 содержание пыли в газе до и после поступления в электрофильтр, мг/м 3.

Степень очистки связана с конструктивными параметрами электрофильтра: где v скорость движения частиц к осадительному электроду, м/с; S его площадь, м ; w подача газа, м/с.

АЭРОЗОЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Аэрозольные системы состоят из твердых или жидких частиц размером примерно от 1 нм до долей миллиметра, взвешенных в газообразной среде. При переводе веществ и материалов в аэрозольное состояние площадь их поверхности в расчете на единицу массы значительно увеличивается. Поэтому аэрозоли обладают высокой физико- химической активностью.

Применение аэрозольной технологии Электроокраска Внесение химикатов и удобрений Распыление лекарственных препаратов в животноводческих и птицеводческих помещениях.

Электрическая зарядка аэрозолей: а контактная; б электростатической индукцией; 1 источник постоянного напряжения; 2 головка распылителя; 3 распылитель; 4 индуктирующий электрод

1 окрашиваемые детали; 2 распылитель; 3 коронирующие электроды (проволока); К краска; В сжатый воздух. Принципиальная схема установки для окрашивания изделий в электрическом поле

Расход краски на окрашивание деталей (кг/мин) где S площадь окрашиваемой поверхности одной детали, м 2 ; b количество краски, необходимое для окрашивания одного квадратного метра поверхности деталей, г/м 2 ; М коэффициент осаждения краски (можно принимать М = 0,85-0,95).