Utilizare: Obținerea ozonului. REZUMATUL INVENȚIEI: într-o metodă de producere a ozonului din oxigen de aer într-o descărcare electrică la o presiune mai mică de 10 mm Hg. în primul rând pentru a fi utilizate pe aeronave, în scopul de a restabili stratul protector de ozon pierdut în atmosfera pământului purjare eclator ozonatorului un curent de aer se realizează la viteze de Mach 0,8, cel puțin. 2-il.
Invenția se referă la problema restaurării artificiale a stratului de ozon protejat pierdut în atmosfera Pământului.
În prezent, există o amenințare pentru o catastrofă globală de mediu asociată cu distrugerea stratului protector de ozon, situat la altitudini de aproximativ 25 km. Stratul de ozon protejează lumea plantelor și a animalelor de efectele dăunătoare ale părții ultrasunete din spectrul radiației solare. Distrugerea stratului de ozon are loc în mod spontan cu creșterea vitezei sub influența poluării industriale acumulate în atmosferă.
Metoda cea mai apropiată de metoda propusă este producerea de ozon din oxigenul în aer în condiții de distribuție (difuză), de exemplu, descărcare electrică la o presiune statică de 1 10 mm Hg. Metoda constă în formarea unui câmp electric în spațiul de evacuare și suflarea spațiului de evacuare cu un debit de aer. Evacuarea strălucirii este caracterizată de o densitate scăzută a curentului pe suprafețele electrodului (0,1 0,5 A / cm2) și o tensiune înaltă (35 kV). Cu densitatea crescândă a curentului, descărcarea distribuită este contractată și transformată într-o descărcare cu arc, plasmă din care este contaminată cu perechi de materiale de electrod și, prin urmare, nu este adecvată pentru producerea de ozon.
Cantitatea de ozon care trebuie să se formeze în stratosferă în timpul sezonului (100 150 de zile) pentru a-și acoperi deficitul este de (1 2) 10 6 tone cu producția de energie specifică de 30 50 / kW. Puterea necesară a descărcării electrice trebuie să se încadreze în domeniul (2 4) 10 6 kW. Suprafața electrozilor de aceeași polaritate pentru astfel de condiții va ajunge la sute de metri pătrați, ceea ce împiedică plasarea lor pe aeronavă și nu permite producerea de ozon în cantitatea potrivită.
Așa cum au arătat studiile experimentale, cu o creștere a curentului unei descărcări strălucitoare la modul de descărcare cu arc la viteze reduse ale aerului în spațiul de evacuare, descărcarea este contractată și se extinde de-a lungul fluxului. Arcul este purtat de flux, căderea de tensiune crește, curentul scade și arcul se stinge. Cu o tensiune de alimentare suficient de mare, are loc o defecțiune secundară, crește curentul și un nou canal de arc începe să comunice cu fluxul. Procesul este periodic și persistă pe o gamă largă de debite. Astfel, la rate scăzute de purjare, evacuarea nu este potrivită pentru producerea de ozon.
Obiectul invenției este acela de a crește randamentul ozonului într-o descărcare electrică pentru a restabili stratul de ozon protejat pierdut în atmosferă.
Obiectivul este atins prin aceea că, în metoda de producere a ozonului, care constă în modelarea câmpului electric în fanta de evacuare a ozonatorului și debitul de aer de purjare eclator la o presiune statică de 10 mm Hg. Art. spre deosebire de prototip, curățarea golului de golire al ozonizatorului se realizează printr-un flux de aer cu viteze corespunzătoare numărului Mach al zborului de cel puțin 0,8.
La viteze subsonice și supersonice înalte, așa cum se arată prin experimente (VI Alfyorov Bushmin AS descărcare Kalachov VA Cercetare de combustie in viteza fluxului de aer. ISETF 1966 t.51, N 5, s.1281 1287), descărcarea devine distribuită (difuză) și stabilă. În spatele fiecărui electrod sunt formate formațiuni luminoase din plasmă care servesc drept electrozi de gaz. Între acești electrozi (gaz) este un curent de descărcare, care asigură formarea ozonului. Dintre nevoile suprafeței de lucru constructivă a electrozilor în raport cu stadiul anterior al tehnicii este redus cu mai mult de un ordin de mărime pentru capacitatea de mai sus nu depășește zeci de metri pătrați. Astfel, densitatea de curent pe suprafețele de electrod, caracteristica a descărcării de arc, densitatea curentului în spațiul electrozilor corespunde descărcării strălucire care contribuie la o putere mare de ozon. Electrozi, de răcire a fluxului de aer, nu se topesc, se dezintegrează și nu arde și prin aceasta asigură o durată mai lungă de funcționare, fără a contamina materialele din fluxul de aer de perechi de electrozi îmbogățit cu ozon. Metoda propusă face posibilă producerea de ozon în condiții staționare la instalații de înaltă performanță.
Este deosebit de recomandabil să se producă ozon în acest scop la bordul unei aeronave cu generatoare de ozon.
electrozi compacte suflat flux de mare viteză, nu afectează caracteristicile aerodinamice ale aeronavei și reduce zborul plafon practic, producând astfel de ozon direct la locul spațiului aerian, acesta este caracterizat prin lipsa ei.
Caracteristicile care disting soluția tehnică propusă de prototip ne permit să concluzionăm că îndeplinește criteriul de "noutate". Setul de caracteristici care disting propunerea de prototip, în studierea acestei probleme, nu este dezvăluit în alte soluții tehnice și, prin urmare, oferă soluția propusă cu criteriul "diferenței esențiale".
Pe baza metodei propuse de producere a generatorului de ozon aeronavelor cu ozon poate fi implementată, capabil de 100 150 de zile de zbor pentru a acumula (1 2) 10 iunie t ozon. Un total de 10 15 dintre aceste aeronave vor fi în măsură să elimine complet deficitul, pe termen lung pentru a menține valoarea concentrației superequilibrium dorită a ozonului în stratosferă, prevenind astfel riscul de dezastru iminent de mediu, pentru a crea o rezervă de timp de 50 de 100 de ani, este nevoie de auto-curățare a atmosferei din cauza poluării industriale gazoase.
În Fig. 1 prezintă una dintre variantele posibile ale unei aeronave cu generatoare de ozon echipate cu o centrală puternică pentru alimentarea dispozitivelor de descărcare electrică; 2 prezintă ansamblul electrod al ozonizatorului la o scară mărită.
Generatorul cuprinde electrozii plane 1-3, iar materialul izolator electric 4 formează suprafața exterioară a aeronavei în regiunea ansamblului de electrozi. Sub semnele "+" și "-" sunt prezentate cabluri de alimentare furnizate condiționat, furnizând energie electrică la ansamblul electrodului de la centrala electrică de la bord (nu este prezentată). Săgeți B, adică. Id-ul și cuvântul „Ozon“ indică, respectiv, direcția de curgere a aerului, curentul de descărcare electrică care curge din electrozi, descărcarea curentului electric între curentul de electrod și gaz de aer îmbogățit cu ozon.
Generatorul de ozon, pe baza metodei propuse, funcționează după cum urmează.
Când zboară la altitudini stratosferice, caracterizate printr-un deficit de ozon și mai sus, tokovodam putere (+ și -) este alimentat cu energie 3 V la 5 kV la electrozii electric 1 luna martie (nu este prezentat). Deoarece suprafețele electrozilor alimentate cu curent Ie descărcare caracteristică densitatea curentului de descărcare în arc, cum ar fi 10-15 A / cm 2. Temperatura ridicată formării arcului de plasmă de echilibru în spațiul dintre electrozii nu poate fi realizată datorită fluxului său conic de aer de mare viteză, dincolo de decalajul interelectrodic. Curge între electrozii în loc de aer cald poate răci plasma pentru a îndepărta căldura generată la electrozi, în ciuda căderii de tensiune mare aproape de electrozi cauzată de reducerea temperaturii la suprafața electrodului. În fluxul de aer din spatele electrozilor se formează bule de plasmă cu descărcare de gaz luminos, care servesc ca electrozi de gaz. Între colțurile plasmei există un curent de descărcare I2. echivalentul unei descărcări strălucitoare, de exemplu, cu o densitate a curentului de 0,1 A / cm2. Dacă presiunea mediului extern nu depășește 10 mm Hg. devine apoi o plasmă cu două temperaturi cu temperatură ridicată de electroni, care, după cum se știe, crește concentrația de oxigen atomic și, prin urmare, crește puterea specifică a ozonului în fluxul de aer al electrozilor. O creștere a randamentului absolut al ozonului la un moment dat este de așteptat datorită unei creșteri a puterii de descărcare a electrozilor cu o suprafață limitată.
efect tehnic și economic constă în faptul că, prin intermediul aeronavei este posibilă generarea de ozon pe baza metodei propuse, producția de ozon în timpul zilei poate ajunge la 100-150 (1-2), 10 iunie m. Ar trebui să fie de 10-15 avioane, după cum deja menționat mai sus, care nu numai că poate elimina complet deficit de ozon, dar, de asemenea, pentru a menține valoarea concentrației superequilibrium dorită de ozon din atmosferă pentru a crea o rezervă de timp necesară pentru auto-curățare a atmosferei gazoase de poluare industrială.
Invenția propusă se bazează pe utilizarea rezultatelor studiilor experimentale ale descărcărilor electrice într-un flux de aer de mare viteză.
Studiile au fost efectuate pe un TSAGI supersonic tunel aerodinamic (VI Alfyorov Bushmin AS descărcare Kalachov Research BV de combustie într-un curent de gaz de mare viteză, Zh, 1966, t.51, N 5, s.1281-1287 ). S-a constatat că, la viteze mici de curgere de 7 10 m / s, canalul de arc este contractat și extins de-a lungul fluxului. Procesul de ardere este non-staționar, arcul a fost transportat de flux, tensiunea a crescut, iar curentul a scăzut, iar descărcarea a încetat. La o anumită valoare a defalcării secundară de tensiune are loc între electrozi, curentul a crescut rapid, un nou arc de pornire pentru a comunica canalul de curgere. Procesul avea un caracter periodic. Frecvența defecțiunilor a crescut odată cu creșterea vitezei. Pornind de la o viteză de 30 m / s, forma descărcării sa schimbat, canalul a încetat să mai fie contractat și a devenit difuz. Frecvența de rupere în intervalul de viteză de până la 130 m / s (M 0.4) a fost de aproximativ 2300 Hz. Amplitudinea oscilațiilor de tensiune în jurul valorii mediei a scăzut odată cu creșterea vitezei. La viteze corespunzătoare numărului Mach de aproximativ 0,8, oscilațiile în descărcare au încetat și descărcarea a devenit mai stabilă.
Cu o creștere suplimentară a debitelor, stabilitatea descărcării a crescut și la M 4,5 deversarea sa dovedit a fi cea mai stabilă. La rate mai mari de debit, nu s-au efectuat studii.
Pentru a preveni vibrațiile periculoase puterii liniile de alimentare și dispozitivele cu descărcare furnizează elektroozonatora performanță stabilă, viteza aerului, suflare electrozi a fost adoptat cel puțin 0,8 M, așa cum se propune în cerere.
Producția de ozon în atmosferă pentru a restabili stratul de ozon prin metoda propusă ar trebui efectuată la altitudini de aproximativ 30 km. Acest lucru se datorează faptului că, la altitudini mai mici la o presiune mai mare de 10 mm Hg. în descărcarea electrică, randamentul oxizilor de azot crește, ceea ce duce la distrugerea ozonului. Pentru a menține aeronava de ozonat la altitudine de lucru, viteza acesteia ar trebui să fie de cel puțin 1200 m / s, ceea ce corespunde numărului Mach de aproximativ 4.
Viteza aerului care trece în ppomezhutke descărcare Ozonizer, exprimată număr Mach, datorită faptului că acest criteriu definește proprietățile dinamice de gaz ale vitezei de curgere. Ele sunt constante la un număr constant Mach, în timp ce viteza dimensională depinde de temperatura statică a gazului. De exemplu, zbor la Mach 0,8 în intervalul de temperatură -50 - 50 vitezei dimensionale C. va varia de la 240 la 290 m / s.
Studiile de descărcare de gestiune s-au efectuat în condițiile unui tub aerodinamic, exact la numerele constante ale Mach, dar la diferite viteze dimensionale.
METODĂ DE PRODUCERE A OZON care constă în modelarea câmpului electric în fanta de evacuare a ozonatorului și debitul de aer de purjare eclator la o presiune statică de 10 mm Hg caracterizat prin aceea că, în scopul creșterii randamentului de ozon într-o descărcare electrică pentru refacerea stratului protector de ozon din atmosferă, purjare gap de refulare a aerului ozonatorului unui flux se realizează la viteze de Mach 0,8, cel puțin.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: