SILNE POLA EM W PROCESACH TECHNOLOGICZNYCH
W przypadku procesów technol. prowadzonych w powietrzu, w środowisku obiektów o rozmiarach w zakresie większym niż milimetrowe, za silne uważa się pola elektryczne o natężeniu E:
E> 100 V/m
E>100 kV/m
E>100 MV/m
Na ładunek Q o wartości Q=1C działa w polu o natężeniu E=1kV/m siła F w przybliżeniu równa:
F=1kN
F=10kN
F=1kG
F=10 kG
Pole elektryczne o natężeniu
E= 1kV/m indukuje na metalowej płycie o powierzchni s=1 m2 , umieszczonej w powietrzu ładunek Q o wartości w przybliżeniu:
Q= 9 nC
Q=9 pC
Q=90 pC
Q=900 pC
Silne pola magnetyczne stacjonarne, występujące w środowisku technicznym to pola o indukcji B:
B>0.1 T
B>1 T
B>10 T
B>100T
W magnetycznym separatorze gradientowym cząsteczki materiału magnetycznie czynnego zawieszone w medium paramagnetycznym poruszają się:
W kierunku pola o najwyższej indukcji;
W kierunku pola o najniższej indukcji,
Pole magnetyczne nie ma wpływu na trajektorię takich cząstek.
Aktywacja powierzchni folii polimerowej prowadzi do:
wzrostu jej napięcia powierzchniowego,
zmniejszenia jej napięcia powierzchniowego;
nie ma wpływu na napięcie powierzchniowe a zmienia inne parametry.
Zachowanie dobrej przyczepności wymaga, aby wartość napięcia powierzchniowego folii była co najmniej o 10× wyższa od napięcia powierzchniowego farby - zwykle 2.0-2.5×10-3 N/m. Folia musi mieć napięcie powierzchniowe na poziomie 30-35×10-3 N/m.
Aktywacja folii polimerowych dla celów klejenia i lakierowania wymaga dostarczenia energii o gęstości powierzchniowej:
6,5 - 13 J/m2 ;
B) 65 - 130 J/m2 ;
C) 650 - 1300 J/m2 ;
Moc czynna, jaką musi zapewnić generator zasilający układ elektrod aktywatora dla taśmy o szerokości 1 m przesuwającej się z prędkością 1m/min jest w przybliżeniu równa:
2 W
20 W;
200 W
2000W
9. Warstwa nie przewodzącą
elektrody-rolka prowadzącej aktywowaną taśmę może być wykonana z:
polietylenu;
polipropylenu
teflonu
Jako warstwę izolacji stosuje się głównie PTFE, kauczuk silikonowy, żywica epoksydowa z włóknem szklanym, tlenek glinu i inne warstwy ceramiczne natryskiwane, kwarc.
Elektroforeza występuje:
w polach elektrycznych stałych
w polach elektrycznych przemiennych
w obydwu rodzajach pól
Dielektroforezę wykorzystuje się do rozdzielania cząsteczek:
w polach elektrycznych stałych
w polach elektrycznych przemiennych
w obydwu rodzajach pól
Siła elektroforetyczna działająca na cząsteczkę w polu E zależy od:
masy cząsteczki
objętości cząsteczki
przenikalności elektrycznej materiału cząsteczki;
ładunku zgromadzonego na cząsteczce
Siła dielektroforetyczna działająca na cząsteczkę zależy od:
przenikalności elektrycznej materiału cząsteczki;
przenikalności elektrycznej medium, w którym jest zawieszona;
ładunku zgromadzonego na cząsteczce;
różnicy przenikalności elektrycznej materiału cząsteczki oraz medium, w którym jest zawieszona.
14. Siła elektroforetyczna działająca na cząsteczkę na którą działa pole E:
wzrośnie;
zmaleje;
pozostanie bez zmian
jeżeli wzrośnie przenikalność elektryczna medium, w którym się przemieszcza.
Siła dielektroforetyczna:
wzrośnie;
zmaleje;
pozostanie bez zmian
jeżeli cząsteczka wejdzie w obszar pola o większej niejednorodności (wyższym gradiencie)
Dielektroforetyczne rozdzielanie cząstek rzeczywistych prowadzone jest w polu o możliwie niskiej częstotliwości. Wzrost konduktywności medium, w którym znajdują się rozdzielane cząsteczki wymaga:
podwyższenia częstotliwości zmian pola elektrycznego;
obniżenia częstotliwości zmian pola,
zmiana częstotliwości nie ma wpływu na proces rozdzielania.
Pomiędzy umieszczonymi w powietrzu elektrodami płaskimi, oddalonymi od siebie o odległość d występuje pole E. Wprowadzenie w przestrzeń pomiędzy elektrodami dielektryka o grubości d/2 oraz przenikalności elektrycznej =100 spowoduje w przybliżeniu:
100-krotny wzrost;
100 krotne zmniejszenie;
2-krotny wzrost;
2-krotne zmniejszenie
natężenia pola w szczelinie powietrznej.
Do układu warstwowego gaz- dielektryk idealny przyłożono napięcie stałe, wywołujące w szczelinie gazowej pole elektryczne przewyższające elektryczną wytrzymałość gazu. W takiej sytuacji:
wystąpi tylko jedno wyładowanie;
pojawią się wyładowania okresowe,
wyładowania w szczelinie gazowej w ogóle nie wystąpią.
Do układu warstwowego gaz- dielektryk rzeczywisty przyłożono napięcie przemienne, wywołujące w szczelinie gazowej pole elektryczne przewyższające elektryczną wytrzymałość gazu. W takiej sytuacji:
wystąpi tylko jedno wyładowanie;
pojawią się wyładowania okresowe,
wyładowania w szczelinie gazowej w ogóle nie wystąpią.
Częstotliwość wyładowań można zwiększyć przez wzrost częstotliwości napięcia U∼.
Im mniejsza grubość szczeliny g tym niższa wartość napięcia Uz i w efekcie wzrost częstotliwości wyładowań.
W układzie elektrod ostrze-płyta zasilanym napięciem stałym występują wyładowania niezupełne. Jeżeli elektroda ostrzowa jest na potencjale dodatnim, przestrzeń w pobliżu płyty wypełniona jest:
Jonami dodatnimi;
Jonami ujemnymi i elektronami,
Jonami obydwu znaków,
Jonami obydwu znaków i elektronami.
Wyładowania wsteczne występują w układzie ostrze płyta-pokryta warstwą dielektryka:
w przypadku wszystkich dielektryków
w przypadku dielektryków, których rezystywność skrośna ρv< 10 9 m
w przypadku dielektryków, których rezystywność skrośna ρv> 10 9 m
w przypadku dielektryków, których rezystywność skrośna ρv< 10 6 m
Praktyka pokazuje, że wyładowania wsteczne pojawiają się dla pokryć dielektrycznych spełniających warunek:
ρv ≥ 5×108 Ωm.
Wyładowania wsteczne
wymagają występowania wyładowań ulotowych;
występują niezależnie od wyładowań ulotowych
23. Wyładowania wsteczne występujące w elektrofiltrach:
podwyższają;
obniżają;
pozostają bez wpływu na
sprawność elektrofiltru.
W przypadku elektrofiltrów wymieniony efekt powoduje obniżenie napięcia przeskoku i spadek sprawności elektrody zbiorczej elektrofiltru.
Elektrofiltry zasilane są napięciami:
wyłącznie stałymi;
stałymi i impulsowymi
przemiennymi;
stałymi, przemiennymi i impulsowymi
Elektrofiltry przemysłowe zasilane są zwykle napięciami w zakresie:
300-800V
3-8 kV
30-80 kV
300-800 kV
Gęstość prądu na elektrodach zbiorczych osiąga w elektrofiltrach przemysłowych wartości:
0.1-0.8 A/m2
0.1-0.8 mA/m2
0.1-0.8 A/m2
1- 8 A/m2
27 Zadaniem elektrofiltru przemysłowego jest odpylanie gazu. Ruchomymi elementami elektrofiltru są w tym przypadku
elektrody ulotowe;
elektrody zbiorcze
Elektrody zbiorcze - wyprofilowane lub gładkie blachy lub rury o dużej powierzchni, na których zbiera się pył lub ciecz. W celu utrzymania elektrod w czystości wyposaża się je w urządzenia strzepujące
Spadek ciśnienia na elektrofiltrach przemysłowych mieści się zwykle w granicach:
0.3 - 3 mm H2 O
3-30 mm H2 O;
30-300 mm H2 O
0.03-0.3 mm H2 O
Proces oczyszczania gazu przy użyciu elektrofiltrów łączy się z zużyciem energii na poziomie:
0.03-0.09 Wh/m3
0.03-0.09 kWh/m3
0.3-0.9 Wh/m3
0.3-0.9 kWh/m3
Elektrofiltry charakteryzują się bardzo małym oporem hydraulicznym, w granicach 3-15 mm H20 i niewielkim zużyciem energii elektrycznej - w granicach 0,03-0,09 kWh/1000 m3 oczyszczanego gazu.
W elektrofiltrach suchych można strącać skutecznie pyły, których rezystywność nie przekracza 2×1010 m
Współczesne elektrofiltry przemysłowe, stosowane do oczyszczania gazów z pyłów pracują ze sprawnością:
dochodzącą do 50%
dochodzącą do 90%
95% i wyższą.
W zależności od wymagań elektrofiltry można budować dla dowolnie wysokiej skuteczności odpylania (powyżej 99%)
Zjawiskiem fizycznym wykorzystywanym w procesie kserograficznym jest;
zewnętrzny efekt fotoelektryczny;
wewnętrzny efekt fotoelektryczny.
Oświetlenie światłem białym powierzchni warstwy selenu na bębnie kserografu prowadzi do
wzrostu gęstości ładunku powierzchniowego w obszarze naświetlonym,
zwiększenie szybkości zaniku ładunku w obszarze oświetlonym,
nie ma wpływu na gęstość ładunku powierzchniowego.
Oświetlenie warstwy półprzewodnika światłem o odpowiedniej długości fali (energii kwantów) prowadzi do wzrostu konduktywności materiału warstwy i gwałtownego zaniku naniesionego na warstwę ładunku
Materiał tonera musi posiadać określone właściwości (elektryczne i inne). Najwłaściwszym polimerem stosowanym na toner będzie:
polietylen;
polipropylen;
polistyren;
poliamid
W procesie kserograficznym wykorzystuje się zjawiska elektryzacji:
wyłącznie ulotem wysokiego napięcia (koronowa);
zjawisko tryboelektryzacji oraz ulotu.
W procesie kserograficznym ładowany(a) jest:
wyłącznie warstwa selenu na bębnie;
wyłącznie papier;
najpierw warstwa selenu, później papier;
najpierw papier, później warstwa selenu
W separatorze strumieniowym rozdzielane cząsteczki ładowane są:
ulotem wysokiego napięcia,
indukcyjnie,
tryboelektrycznie
Separator strumieniowy jest separatorem ze swobodnym lub sterowanym spadkiem i elektryzacją kontaktowo-tarciową.
37 Dwukrotne zwiększenie stosunku q/m cząstek separowanych w separatorze strumieniowym, przy utrzymaniu stałych pozostałych parametrów prowadzi do:
2-krotnego wzrostu odchylenia w polu
4-krotnego wzrostu odchylenia w polu;
nie ma wpływu na proces separacji,
38 Dwukrotne zwiększenie długości elektrod w separatorze strumieniowym, (cząstki opadają grawitacyjnie, powierzchnia elektrod jest równoległa do siły ciężkości) bez zmiany napięcia ich zasilania prowadzi do:
2-krotnego wzrostu odchylenia w polu
4-krotnego wzrostu odchylenia w polu;
nie ma wpływu na proces separacji,
gdzie l - dł. elektrod
Dwukrotne zmniejszenie odległości pomiędzy elektrodami w separatorze strumieniowym, (cząstki opadają grawitacyjnie, powierzchnia elektrod jest równoległa do siły ciężkości) bez zmiany napięcia ich zasilania prowadzi do:
2-krotnego wzrostu odchylenia w polu
4-krotnego wzrostu odchylenia w polu;
nie ma wpływu na proces separacji,
Wzrost objętości cząstek, przy zachowaniu stosunku q/m prowadzi w separatorze strumieniowym do:
wzrostu odchylenia w polu
zmniejszenia odchylenia w polu;
nie ma wpływu na proces separacji,
Jak wynika z równania w przypadku cząstek spadających swobodnie odchylenie w jednorodnym polu jest proporcjonalne do ładunku cząstki i natężenia pola, zaś odwrotnie proporcjonalne do jej masy.
W przypadku cząstek z kopalin (o ciężarze właściwym ca 3000 kg/m3) górny limit promienia rozdzielanych cząstek jest na poziomie (z grubsza):
0.01 mm
0.1mm
1 mm
10 mm
Z praktycznego punktu widzenia górna granica promienia rozdzielanych cząstek o gęstości ca 3000 kg/m3 jest na poziomie:
r = 1mm,
W separatorze bębnowym z ulotową elektryzacją cząstek, najbliżej miejsca wsypu odpadną od bębna:
cząsteczki z materiału o najwyższej rezystywności,
cząsteczki z materiału o najniższej rezystywności
Cząstki dielektryczne lub słabo przewodzące tracą ładunek powoli, są przyciągane do powierzchni bębna przez siłę zwierciadlanego odbicia i odpadają od niego pod innym kątem, bądź są zgarniane przez szczotkę.
W separatorze bębnowym z indukcyjną elektryzacją cząstek, najbliżej miejsca wsypu odpadną od bębna:
cząsteczki z materiału o najwyższej rezystywności,
cząsteczki z materiału o najniższej rezystywności
|
|
44 Rozpylanie elektrostatyczne można prowadzić dla cieczy o rezystywności skrośnej:
dowolnej
poniżej 106 cm
tylko w zakr. 5 x106 do 5 x 108 cm.
tylko w zakresie 5 x106 do 5 x 108 m.
45 Rezystywność lakierów proszkowych do pokrywania elektrostatycznego przy użyciu pistoletów z koronową elektryzacją cząstek musi być:
wysoka,
niska
rezystywność proszku nie ma znaczenia w całym procesie pokrywania
Rezystywność lakierów proszkowych do pokrywania elektrostatycznego przy użyciu pistoletów z tryboelektryzacją cząstek musi być:
wysoka,
niska
rezystywność proszku nie ma znaczenia w całym procesie pokrywania
głowicach do rozpylania roztworów pestycydów stosuje się elektryzację cząstek metodami:
tryboelektryczną
indukcyjną i tryboelektryczną
ulotową i indukcyjną;
ulotową i tryboelektryczną
Rozpraszanie płynu przeprowadza się metodami pneumatycznymi lub hydraulicznymi. Krople aerosolu elektryzuje się metodami:
ulotową;
indukcji elektrycznej
48. dwukrotny wzrost napięcia na elektrodzie indukcyjnej prowadzi do:
dwukrotnego wzrostu ładunku na kropli,
czterokrotnego ładunku na kropli;
nie ma wpływu na wartość ładunku na kropli
49. Dwukrotny wzrost ładunku na kropli prowadzi do:
dwukrotnego wzrostu siły przyciągania;
czterokrotnego wzrostu siły przyciągania;
nie ma wpływu na siłę przyciągania
przez uziemiony i przewodzący elektrycznie obiekt.
50. Dwukrotny wzrost promienia kropli przy elektryzacji ulotem wysokiego napięcia prowadzi do:
dwukrotnego wzrostu ładunku na kropli,
4-krotnego ładunku na kropli,
8-krotnego wzrostu ładunku na kropli
nie ma wpływu na wartość ładunku zgromadzonego na kropli.
51. Miernik indukcyjny natężenia pola elektrycznego ma pojemność wejściową C= 1nF. Stosowany woltomierz powinien posiadać rezystancję wejściową Rwej:
Rwej > 1012
Rwej ≥ 106
Rwej < 1010
Rwej < 106
[…]mierniki bez przetwarzania wymagają stosowania do pomiaru napięcia U woltomierzy o ekstremalnie wysokiej rezystancji wejściowej RV, zwykle RV > 1013 .
52. Indukcyjny miernik natężenia pola elektrycznego stosowany jest do pomiarów w środowisku o przenikalności elektrycznej wyższej od przenikalności powietrza (w sprężonym gazie). Wskazania miernika pola będą:
zawyżone;
zaniżone,
pozostaną dokładne.
tj dla 1=1.00
Do klatki Faraday'a, z rozładowanym i otwartym kondensatorem C wkładamy obiekt z ładunkiem +Q. W trakcie wkładania woltomierz:
będzie się wychylał w stronę (+)
będzie się wychylał w stronę (-);
w ogóle nie będzie się wychylał.
54. Do klatki Faraday'a, wkładamy obiekt nie przewodzący, z ładunkiem +Q, bez kontaktu z klatką. Zwieramy i otwieramy kondensator wejściowy oraz woltomierz. Po wyjęciu obiektu woltomierz:
będzie się wychylał w stronę (+);
będzie się wychylał w stronę (-);
w ogóle nie będzie się wychylał.
55. Do klatki Faraday'a, wkładamy obiekt przewodzący, z ładunkiem +Q, aż do kontaktu z klatką. Zwieramy i otwieramy kondensator wejściowy oraz woltomierz. Po wyjęciu obiektu woltomierz:
będzie się wychylał w stronę (+)
będzie się wychylał w stronę (-);
w ogóle nie będzie się wychylał.
56.Wzrost odległości sonda-próbka (grubości szczeliny powietrznej) w przypadku pomiarów sondą wibracyjną w układzie kompensacyjnym prowadzi do:
wzrostu wartości wyznaczanego napięcia zastępczego;
zmniejszenia wartości wyznaczanego napięcia zastępczego;
nie ma wpływu na wartość wyznaczanego napięcia zastępczego;
Dla określonej wartości prądu wejściowego miernika napięcia stosowanego w miernikach pola elektrycznego, wzrost pojemności wejściowej prowadzi do:
podwyższenia szybkości zmian napięcia,
obniżenia szybkości zmian napięcia,
nie ma wpływu na szybkość zmian napięcia.
Ciągły pomiar natężenia pola elektrycznego zapewniają mierniki:
radioizotopowe;
indukcyjne proste;
indukcyjne z przetwarzaniem;
indukcyjne z układami próbkującymi
Zmniejszenie apertury (otworu w przesłonie) radioizotopowego miernika natężenia pola prowadzi do:
obniżenia jego prądu jonowego;
podwyższenia jego czułości;
nie ma wpływu na prąd jonowy;
nie ma wpływu na czułość.
zależy od apertury
60. W indukcyjnym mierniku pola z przetwarzaniem zastosowano wzmacniacz wejściowy o bardzo dużej impedancji wejściowej (2R2C2>>1). Wzrost prędkości wirowania przesłony prowadzi w tych warunkach do:
wzrostu składowej zmiennej napięcia na elektrodzie pomiarowej;
zmniejszenia składowej zmiennej napięcia na elektrodzie pomiarowej;
nie ma wpływu na wartość składowej zmiennej napięcia na elektrodzie pomiarowej;
Miernik pola umieszczony w odległości d od płaskiej przewodzącej płyty mierzy natężenie pola E. Wstawienie w szczelinę powietrzną płyty z dielektryka stałego, obojętnej elektrycznie spowoduje:
wzrost wartości mierzonego natężenia pola;
zmniejszenie wartości mierzonego natężenia pola;
pozostanie bez wpływu na wartość mierzonego natężenia pola.
Efekt skupiania linii sił prowadzi do:
wzrostu wartości mierzonego natężenia pola;
zmniejszenia wartości mierzonego natężenia pola;
Miernik pola umieszczony w odległości d od płaskiej, nie przewodzącej płyty mierzy natężenie pola E. Umieszczenie po przeciwnej stronie badanej płyty obiektu uziemionego spowoduje:
wzrost wartości mierzonego natężenia pola;
zmniejszenie wartości mierzonego natężenia pola;
pozostanie bez wpływu na wartość mierzonego natężenia pola.
Miernik pola umieszczony w odległości d od płaskiej, przewodzącej, naładowanej elektrycznie płyty, odłączonej od źródła zasilania, mierzy natężenie pola E. Umieszczenie po przeciwnej stronie badanej płyty obiektu uziemionego spowoduje:
wzrost wartości mierzonego natężenia pola;
zmniejszenie wartości mierzonego natężenia pola;
pozostanie bez wpływu na wartość mierzonego natężenia pola.
Miernik pola umieszczony w odległości d od płaskiej, przewodzącej, naładowanej elektrycznie płyty, dołączonej do źródła zasilania, mierzy natężenie pola E. Umieszczenie po przeciwnej stronie badanej płyty obiektu uziemionego spowoduje:
wzrost wartości mierzonego natężenia pola;
zmniejszenie wartości mierzonego natężenia pola;
pozostanie bez wpływu na wartość mierzonego natężenia pola.