автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Электрофильтр с трибоэлектрическим генератором для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях

На правах рукописи

804604019

ДЕЛЬ Максим Владимирович

ЭЛЕКТРОФИЛЬТР С ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ГЕНЕРАТОРОМ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о ИЮН 2010

Челябинск-2010

004604019

Работа выполнена на кафедре применения электрической энергии в сельском хозяйстве Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Челябинская государственная агроинженерная академия».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Файн Вениамин Борисович

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор Кирпичникова Ирина Михайловна

кандидат технических наук, профессор Попков Анатолий Афанасьевич

Уральский филиал ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии»

Защита состоится «18» июня 2010 г., в «10» часов на заседании диссертационного совета Д 220.069.01 Челябинской государственной агроинже-нерной академии по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 75.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинской государственной агроинженерной академии.

Автореферат разослан «45"» мая 2010 г. и размещен на официальном сайте ФГОУ ВПО «ЧГАА» http://www.csaa.ru 17 мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Возмилов А.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из основных путей развития современного сельского хозяйства является индустриализация и концентрация производства, что приводит к резкому увеличению количества вреднодействующих веществ, содержащихся как в воздухе внутри сельскохозяйственных помещений, так и в воздушном бассейне предприятия. В связи с этим все более острой становится проблема очистки воздуха.

Для снижения концентрации пыли и находящихся на ней микроорганизмов в воздухе внутри сельскохозяйственных помещений до уровня, соответствующего санитарным нормам, целесообразно применять рециркуляционные двухзонные электрофильтры, в которых зарядка в поле коронного разряда и осаждение частиц осуществляются в разных конструктивных зонах. В состав этих аппаратов входит источник высокого напряжения, традиционно содержащий повышающий трансформатор и полупроводниковый выпрямитель.

При эксплуатации в электрофильтрах возникают электрические пробои, обусловленные накоплением пыли на осадительных электродах, попаданием в межэлектродный промежуток частиц больших размеров и обрывом корони-рующего электрода. В результате пробоев происходит снижение эффективности электрофильтра вследствие вырыва отложившейся пыли с осадительных электродов и перерыва в работе электрофильтра из-за отключения источника высокого напряжения защитой от перегрузки, а в ряде случаев из-за выхода источника из строя.

Анализ состояния вопроса позволил сделать предположение о том, что повысить устойчивость электрофильтра к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке можно путем замены традиционного источника высокого напряжения на трибоэлектрический генератор. Такой замене способствует то, что рециркуляционный электрофильтр включает в себя вентилятор, приводимый во вращение электродвигателем, который может быть использован и для взаимного перемещения элементов контактной пары трибоэлектрического генератора.

Разработка коронноразрядного электрофильтра с трибоэлектрическим генератором для очистки воздуха в сельскохозяйственных помещениях требует проведения специальных исследований для раскрытия закономерностей процесса работы такого устройства и обоснования его параметров.

На основании вышеизложенного тема диссертационной работы обладает практической и научной актуальностью.

Работа выполнена в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006 - 2010 гг. (Проблема IX. Научное обеспечение повышения машинно-технологического и энергетического потенциала сельского хозяйства России), одобренной Президиумом РАСХН 16.11.06 г. и

Межведомственным координационным советом по формированию и реализации Программы 19.10.06 г., и планом НИР ЧГАА на 1999-2010 гг.

Цель работы: разработать электрофильтр для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях, обладающий повышенной устойчивостью к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке за счет применения трибоэлектрического генератора.

Задачи исследования

1. Разработать математическую модель процесса работы электрофильтра с трибоэлектрическим генератором.

2. Обосновать конструктивные параметры трибоэлектрического генератора как источника высокого напряжения для коронноразрядного электрофильтра.

3. Установить взаимосвязь между параметрами электрофильтра с трибоэлектрическим генератором и исследовать влияние на них параметров окружающего воздуха; проверить устойчивость электрофильтра с трибоэлектрическим генератором к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке.

4. Провести производственные испытания электрофильтра с трибоэлектрическим генератором и оценить экономическую эффективность его применения.

Объект исследования: процесс работы электрофильтра с трибоэлектрическим генератором.

Предмет исследования: закономерности процесса работы электрофильтра с трибоэлектрическим генератором; взаимосвязь между его параметрами.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

1. Разработана математическая модель процесса работы электрофильтра с трибоэлектрическим генератором, описывающая взаимосвязь между его параметрами.

2. Обоснованы конструктивные и режимные параметры трибоэлектрического генератора как источника высокого напряжения для коронноразрядного электрофильтра.

3. Раскрыта взаимосвязь между параметрами электрофильтра с трибоэлектрическим генератором, оценено влияние на них параметров окружающего воздуха и показана его устойчивость к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке.

4. Предложен «турнирный» метод ранжирования вариантов технического решения на основе экспериментальных данных.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов

Разработанная математическая модель позволяет при проектировании электрофильтра с трибоэлектрическим генератором рассчитывать его конструктивные и режимные параметры, обеспечивающие требуемую степень очистки воздуха.

Электрофильтр с трибоэлектрическим генератором, защищенный патен-

тами на изобретение РФ №2177837 и № 2144433, позволяет эффективно очищать воздух от пыли в сельскохозяйственных помещениях, обладая при этом повышенной устойчивостью к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке.

Разработанный электрофильтр с трибоэлектрическим генератором внедрен в цехе сортировки яиц СПК «Птицефабрика Челябинская».

Результаты исследований электрофильтра с трибоэлектрическим генератором используются в учебном процессе Челябинской государственной агро-инженерной академии.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях ЧГАУ (г. Челябинск, 1999 -2004 гг.), на ежегодных Международных научно-технических конференциях ЧГАУ (г. Челябинск, 2005 - 2010 гг.) и на Международной научно-практической конференции «Проблемы развития энергетики в условиях производственных преобразований» (Ижевская ГСХА, г. Ижевск, 2003 г).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 16 научных статьях, в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Получены два патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы (155 наименований), 14 приложений; содержит 141 страницу основного текста, в том числе 52 рисунка и 22 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и поставлена цель работы, определены объект и предмет исследования, показана научная и практическая значимость работы.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» на основании анализа литературных источников установлено, что воздух в сельскохозяйственных помещениях не соответствует санитарным нормам и нуждается в очистке от пыли.

Среди устройств, используемых для очистки воздуха помещений от пыли, широкое распространение получили воздушные фильтры, наиболее перспективными из которых являются рециркуляционные коронноразрядные электрофильтры (ЭФ).

Исследованиями и разработкой ЭФ для очистки воздуха сельскохозяйственных помещений занимались A.M. Басов, А.Г. Возмилов, Ю.А. Байдукин, А.Ф. Першин, H.A. Фалилеев, С.Т. Тайманов, И.М. Кирпичникова, С.Н. Лю-байкин, A.A. Акатов, Р.Ю. Илимбетов и другие.

В состав ЭФ входит источник высокого напряжения, традиционно содержащий повышающий трансформатор и полупроводниковый выпрямитель.

При работе ЭФ за счет накопления пыли на осадительных электродах,

попадания в межэлектродный промежуток частиц больших размеров и обрыва коронирующего электрода возникают электрические пробои, которые сопровождаются вырывом отложившейся пыли с осадительных электродов, что снижает эффективность ЭФ. Кроме того, при пробоях происходит отключение источника высокого напряжения защитой от перегрузки, что также снижает эффективность ЭФ из-за перерыва в его работе. В ряде случаев пробои приводят к выходу источника высокого напряжения из строя.

На основании анализа литературных источников было сделано предположение о том, что повысить устойчивость электрофильтра к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке можно, применив в качестве источника высокого напряжения трибоэлектрический генератор (ТЭГ), имеющий по сравнению с традиционным источником более высокое внутреннее сопротивление. Кроме того, ТЭГ более электробезопасен.

Обзор разработок, выполненных как в нашей стране (В.Н. Шмигелем, Ф.М. Мурманцевым, В.Г. Быковым и др.), так и за рубежом, позволил сделать вывод, что трибоэлектрические источники, как правило, являются составной частью электротехнологических устройств. В таких устройствах для получения высокого напряжения один или оба элемента контактной пары приводятся во вращение тем же электродвигателем, который используется для выполнения технологической операции.

В связи с тем, что в состав рециркуляционного коронноразрядного ЭФ входит вентилятор, который приводится во вращение электродвигателем, появилась идея устройства, названного нами «электрофильтр с трибоэлектри-ческим генератором» (рис. 1).

Рис. I. Устройство ЭФ с трибоэлектрическим генератором: 1 - электродвигатель; 2 - ТЭГ; 3 - барабан; 4 - накладка; 5 - вентилятор; 6 - ионизатор; 7 - некоронирующие электроды ионизатора; 8 - осадитель; 9 - заземленные электроды осадителя; 10 - высоковольтные электроды оса-дителя; 11 - коронирующие электроды ионизатора; 12 - коллектор

Он представляет собой по сути двухзонный ЭФ. Особенностью его конструкции является то, что источник высокого напряжения содержит диэлектрический барабан, диэлектрическую накладку и металлический коллектор,

причем барабан закреплен на валу электродвигателя вентилятора, накладка одной стороной контактирует с боковой поверхностью барабана, другой - закреплена на неподвижной заземленной металлической подложке. Коллектор электрически соединен с коронирующими электродами ионизатора (зона зарядки) и высоковольтными электродами осадителя (зона осаждения).

Зона зарядки выполнена в виде системы электродов «провод между двумя плоскостями», зона осаждения - в виде пакета пластин. К пластинам через одну подводится потенциал, другая часть пластин заземляется.

На основании приведенного в первой главе анализа состояния вопроса были определены задачи исследования.

Во второй главе «Теоретические предпосылки разработки электрофильтра с трибоэлектрическим генератором» выполнено структурирование ЭФ с ТЭГ путем выделения в нем отдельных блоков (рис. 2), описаны исходные физические представления и допущения, определены параметры и наложены на них ограничения. После этого сначала рассматривался переходный процесс изменения напряжения при пуске ТЭГ, затем установившийся режим работы ЭФ с ТЭГ.

1*П----*ГП—т—I

V

и.

Рис. 2. Структурная схема ЭФ с ТЭГ: 1 - электродвигатель;

2 - ТЭГ; 3 - вентилятор; 4 - зона зарядки; 5 - зона осаждения;

--- поток электрической энергии;----► - поток механической

энергии;-► - поток воздуха

Переходный процесс при пуске ТЭГ

Предположив, что из зоны контакта за единицу времени поступает постоянное количество заряда, контактную зону можно заменить эквивалентным источником тока силой /э, А.

В соответствии с первым законом Кирхгофа процесс при пуске ТЭГ можно описать следующим уравнением:

= с^хх

л

к,

где и„ - напряжение на зажимах ТЭГ на холостом ходу, В; С - емкость ТЭГ, Ф; Яу - сопротивление утечки (при отключенной внешней цепи), Ом. При начальном напряжении, равном нулю, решение уравнения (1) имеет

вид

иХХ =

(

1-ехр

V

(2)

где (- время с момента начала работы ТЭГ, с.

Из выражения (2) следует, что при пуске ТЭГ напряжение возрастает и достигает установившегося значения /,/?у, скорость протекания переходного процесса определяется произведением Выражение (2) качественно согласуется с известными положениями по трибоэлектризации. Так, с увеличением площади и степени прижатия материалов контактной пары должна возрастать сила тока электризации /э, следовательно, и установившееся напряжение.

Установившийся режим работы ЭФ с ТЭГ

Для получения математической модели установившегося режима работы ЭФ с ТЭГ рассмотрены уравнения, связывающие параметры его отдельных блоков.

При описании электрофильтра за основу были приняты известные выражения для вольт-амперной характеристики и начального напряжения коронного разряда в системе электродов «провод между двумя плоскостями», напряженности электрического поля в зоне зарядки и зоне осаждения, а также для степени очистки воздуха в двухзонном ЭФ.

Трибоэлектрический генератор в установившемся режиме работы удобно представить в виде эквивалентного источника напряжения, внешняя характеристика которого описывается выражением

и = ихх-т, (3)

где и - напряжение ТЭГ под нагрузкой, В; / - ток нагрузки, А; Я - внутреннее сопротивление ТЭГ, Ом.

Мощность на валу электродвигателя, требуемая для привода ТЭГ:

РТЖ=Мс(л, (4)

где Мс - момент сопротивления ТЭГ, Нм; со - угловая скорость вращения вала двигателя, рад/с.

По экспериментальным данным, полученным в главах 3 и 4, были определены уравнения регрессии для зависимостей 1УХХ= Дсо, к„), /(со, к„) и Мс- /(со, к„), где к„ = Ьо/Ья - степень прижатия материалов контактной пары (¿о - толщина накладки до ее сжатия барабаном, м; Ь2 - толщина накладки после деформации барабаном, м; Ьл > 0).

С учетом этого получаем

(7=(2,9АП-2)-Ю4е<5~4^,)10 10 -/(6,768-1012£2 -1,519-1013£п +

+8,52 ■ Ю12)^-6'1"10"2 +1'6 > (5)

Р-тж =[2,44-10^2еад"со2 -(9,86-КГ2*2 -0,201*п +0,1025)сл +

+3,85-10~7е!2'3*" ]со. (6)

Выражения (5) и (6) совместно применимы для следующих интервалов

изменения параметров: &п = 1,03... 1,15; со = 84...314 рад/с.

Для проверки адекватности математической модели по ней был проведен расчет, результаты которого сравнивались с экспериментальными данными. Расхождение между расчетными и экспериментальными данными по напряжению на электрофильтре, степени очистки воздуха и мощности на валу электродвигателя не превышает 15%.

Таким образом, математическая модель адекватна объекту исследования и ее можно использовать для расчета параметров ЭФ с ТЭГ.

В третьей главе «Методики и результаты экспериментальных исследований по обоснованию параметров трибоэлектрического генератора как источника высокого напряжения для коронноразрядного электрофильтра» изложена реализация следующей программы экспериментов:

- выбор материалов контактной пары;

- выбор геометрических параметров контактной пары;

- выбор конструкции коллектора;

- определение геометрических параметров коллектора;

- исследование влияния места расположения, количества коллекторов и расстояния между коллектором и барабаном на электрические параметры ТЭГ;

- исследование переходного процесса при пуске ТЭГ;

- получение внешней характеристики ТЭГ;

- осциллографирование напряжения ТЭГ;

- исследование распределения потерь мощности по отдельным элементам ТЭГ и снятие его механической характеристики;

- определение износа контактной пары.

Экспериментальный стенд включал в себя ТЭГ с электродвигателем, двухзонный ЭФ, киловольтметры С196 и С-50, микроамперметр М95, ваттметры Д50042, тахометр СК тип 751, комбинированный прибор БМ-2 (для измерения атмосферного давления, относительной влажности и температуры).

Параметры двухзонного ЭФ: входное сечение 150x150 мм; длина зоны зарядки 70 мм, межэлектродное расстояние 35 мм, диаметр коронирующего электрода 0,25 мм; длина зоны осаждения 150 мм, расстояние между гетинак-совыми пластинами зоны осаждения 3,5 мм.

Выбор материалов контактной пары производился по трем критериям:

1) степень электризации материалов при трении;

2) состояние поверхностей материалов после взаимодействия;

3) полярность потенциала на барабане (для повышения эффективности ЭФ к коронирующим электродам желательно подводить высокий потенциал отрицательной полярности).

В исследовании использовались различные барабаны (материал: оргстекло, винипласт, эбонит и др.) и накладки (материал: войлок, поролон, шерсть и др.). Степень электризации материалов при трении оценивалась

разностью потенциалов, возникающей между поверхностями контактной пары. Отбор потенциала осуществлялся с помощью металлической проволоки, контактирующей с боковой поверхностью барабана. Состояние поверхностей материалов после взаимодействия оценивалось визуальным обследованием поверхности барабана и накладки. При определении полярности потенциала на барабане полоску фольги, укрепленную на диэлектрическом держателе, приводили в соприкосновение с эбонитовым стержнем, предварительно наэлектризованным трением о шерсть (полоска фольги приобретала отрицательный заряд). После этого полоску фольги приближали к боковой поверхности барабана и в случае ее притягивания считали, что на боковой поверхности барабана положительный потенциал, в случае отталкивания - отрицательный. В результате исследования 172 вариантов была выбрана контактная пара винипласт (барабан) - поролон (накладка), обеспечивающая большее значение отрицательного потенциала на барабане.

Параметры ТЭГ выбирались, исходя из обеспечения большего тока коронного разряда и напряжения на ЭФ.

При выборе геометрических параметров контактной пары выяснено, что на ток и напряжение диаметр барабана оказывает большее влияние, чем его длина. Это объясняется тем, что при увеличении диаметра барабана возрастает линейная скорость перемещения барабана относительно накладки. Так, по нашим экспериментальным данным, при неизменной угловой скорости увеличение линейной скорости в 2 раза приводит к росту напряжения на ЭФ примерно в 2 раза. Поэтому для увеличения тока и напряжения, создаваемого ТЭГ, выгоднее увеличивать диаметр барабана, а не его длину.

На основании полученных результатов был выбран барабан диаметром 140 мм (с учетом размеров входного сечения электрофильтра) и длиной 95 мм.

Далее осуществлялся выбор конструкции коллектора. Для отбора потенциала с поверхности барабана ТЭГ был выбран бесконтактный способ (посредством разряда). Было исследовано шесть типов коллекторов.

Для упрощения взаимного сравнения различных типов коллекторов по току коронного разряда и напряжению на ЭФ нами предложен специальный метод («турнирный»). Согласно этому методу, если значение модуля стати, , (?. -x7)Jm]m2 _ _ стики Крамера-Уэлча |Г| = > Гф (где хи х2 - выборочные

<Jm2S\ +m]Sj

средние значения оценочного параметра в сравниваемых вариантах; 5, , S2 - выборочные дисперсии; тъ т2 - объемы выборок (числа повторно-стей); ^ - граничное значение статистики для принятой доверительной вероятности), то победителю пары присваивают 1 очко, проигравшему - 0 очков; если }} < Т^, то обоим элементам пары присваивают по 0,5 очка. Результаты сравнения заносят в специальную таблицу «розыгрыша», имеющую вид турнирной таблицы в спортивных соревнованиях. Места распределяют

между вариантами в зависимости от числа набранных ими очков. Предложенный метод ранжирования вариантов можно использовать и в других случаях, когда необходимо распределить большое число вариантов по степени их влияния на какой-либо параметр.

С помощью предложенного метода сравнения был выбран коллектор с пилообразной кромкой, обеспечивающий более высокие значения тока и напряжения.

Определение геометрических параметров коллектора (рис. 3) проводилось экспериментально методом их поочередного варьирования (цель - достижение максимума тока). В результате были приняты следующие значения параметров: 10 мм; а\~ 20 мм; а2= 0 мм. Выявлено, что ширина коллектора аз должна быть равной длине барабана, при этом один из зубьев коллектора должен быть установлен напротив середины барабана.

Установлено, что наибольшее значение тока коронного разряда получается при расположении коллектора со стороны выбега барабана из-под накладки (угловая координата а < 135°). При увеличении а (удалении от места выбега барабана из-под накладки) за счет частичной нейтрализации ионами воздуха зарядов, образующихся в контактной области, ток снижается. Окончательно принято: а = 90°(рис.4).

Количество коллекторов практически не влияет на силу тока коронного разряда и напряжение на ЭФ, поэтому было решено использовать один коллектор.

Расстояние между кромкой коллектора и боковой поверхностью барабана, как показали результаты эксперимента, должно быть не более 3 мм. С увеличением этого расстояния ток короны существенно снижается.

Исследованием переходного процесса установлено, что при пуске ТЭГ напряжение возрастает и в дальнейшем практически не меняется. Характер изменения напряжения при пуске ТЭГ согласуется с выражением (2). На пе-

Рис. 3. Геометрические параметры пилообразного коллектора: а, - ширина основания зуба; а2 - ширина промежутка между зубьями; а3 - ширина коллектора;

/г3 - высота зуба

Рис. 4. К пояснению положения коллектора относительно барабана: 1 - подложка; 2 - накладка; 3 - барабан; 4 - коллектор

реходный процесс оказывают влияние наличие нагрузки и угловая скорость вращения барабана. Так, при со = 288 рад/с напряжение на холостом ходу достигает установившегося значения за 280 с, под нагрузкой - за 30 с, при той же нагрузке для со = 90 рад/с - за 170 с. Установившееся значение напряжения ТЭГ под нагрузкой меньше, чем на холостом ходу, что также следует из выражения (2).

При получении внешней характеристики ТЭГ (рис. 5) ток нагрузки (ток коронного разряда в зоне зарядки ЭФ) изменяли путем введения диэлектрической пластины между коронирующим и некоронирующим электродами зоны зарядки (здесь и далее доверительные интервалы для среднего значения рассчитаны с доверительной вероятностью 0,95).

0 1 2 3 /, мкА

Рис. 5. Внешняя характеристика ТЭГ (ш = 288 рад/с, =1,15)

Осциллограмма напряжения ТЭГ (рис. 6) снималась на холостом ходу. Напряжение ТЭГ через делитель подавалось на линейный вход звуковой карты персонального компьютера. Для визуального отображения осциллограммы напряжения использована программа «Digital Oscilloscope» версии 3.01.

1 1 m, (\5 к 13-лсл

/ плевой l'pOt'^Hb

■if ( i.ijrii

Рис. 6. Осциллограмма напряжения ТЭГ

Как видно из рис. 6, напряжение ТЭГ имеет отрицательную полярность по отношению к «земле», содержит постоянную составляющую и наложенную на нее существенно меньшую по величине переменную составляющую, обусловленную, по нашему мнению, отклонением формы боковой поверхности барабана от идеально цилиндрической. Высокочастотные пульсации, наблюдаемые на осциллограмме, объясняются, по-видимому, разрядами, которые возникают между боковой поверхностью барабана и кромкой коллектора.

При исследовании распределения потерь мощности по отдельным элементам ТЭГ определялись потери в двигателе АРдв и в контактной паре АРк„, а также мощность АР6, теряемая на привод барабана. Потери АРав определялись по известной методике, АР& - экспериментально по приращению мощности при соединении барабана (без накладки) с валом двигателя. Потери в контактной паре вычислялись по формуле ДРкп = Р1 - (ДРш + ДР5), где Рх -мощность, потребляемая из сети.

Полученное распределение потерь мощности показало, что наиболее рационально снижать потери в двигателе и в контактной паре. В частности, потери в контактной паре можно снизить путем уменьшения степени прижатия материалов контактной пары и скорости вращения барабана.

По механическим характеристикам ТЭГ (рис. 7) видно, что момент сопротивления при ка = 1,03 и кп = 1,09 слабо зависит от скорости вращения барабана, а при кп =1,15 на рабочем участке механической характеристики А/с возрастает при увеличении со.

Л/с, Н.м 0,8

0,6

0,4 0,2 0

0 100 200 300 со, рад/с

Рис. 7. Механическая характеристика ТЭГ: 1 -¿„=1,15:2-^=1,09; 3-^=1,03

В процессе работы трибоэлектрического генератора происходит износ накладки. Для возможности прогнозирования периодичности смены накладки в процессе работы ТЭГ фиксировался ее линейный износ методом микрометрических измерений для различных значений скорости вращения барабана и коэффициента прижатия.

о

1

о— 2 £-

--—А- —1—4 п ■ ■■ <3

На основе экспериментальных данных получена эмпирическая формула, позволяющая оценить предельное время ?пред, ч, работы накладки в контактной паре ТЭГ:

где Ь0, ¿пред - начальная и минимально допустимая толщина накладки соответственно, мм.

Формула (7) применима для следующих интервалов изменения параметров: кп = 1,03... 1,15; со = 84... 199 рад/с.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования электрофильтра с трибоэлектрическим генератором» изложена реализация следующей программы экспериментов:

- исследование влияния параметров окружающего воздуха на параметры ЭФ с ТЭГ;

- исследование влияния угловой скорости вращения барабана и степени прижатия материалов контактной пары на параметры ЭФ с ТЭГ (напряжение на ЭФ; ток коронного разряда; степень очистки воздуха в ЭФ г|; мощность на валу электродвигателя, требуемая для привода ТЭГ Лтэг);

- исследование возможности повышения степени очистки воздуха за счет изменения конструктивных параметров зоны зарядки ЭФ;

- исследование устойчивости ЭФ с ТЭГ к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке.

Эксперименты проводились на стенде, описанном в главе 3. Степень очистки воздуха в ЭФ г| определялась на естественном аэрозоле воздушной среды лаборатории. Значение г) рассчитывалось по формуле

где п\, и2 - концентрации пылевых частиц на входе и выходе из ЭФ соответственно (измерение пх и пг производилось для частиц размером 0,3 мкм и более прибором ПК.ГТА-0,3-002).

Исследование влияния параметров воздуха (относительной влажности, давления, температуры и плотности) на параметры ЭФ с ТЭГ (напряжение ТЭГ на холостом ходу и под нагрузкой, степень очистки воздуха в ЭФ) проводилось в период естественного повышения влажности воздуха в помещении (март - июнь), что обусловлено окончанием отопительного сезона, и в период естественного снижения влажности воздуха (сентябрь - ноябрь), когда начинается отопительный сезон.

Степень влияния параметров воздуха на параметры ЭФ с ТЭГ оценивалась корреляционным отношением. Установлено, что из всех параметров окружающего воздуха наибольшее влияние на параметры ЭФ с ТЭГ оказывает относительная влажность воздуха ф (в частности, корреляционное отношение между г| и ф составило 0,97). Получены зависимости параметров ЭФ с ТЭГ от

I,

(7)

пред

(4,4&п — 4,3)(1,3 ■ 10-2 со — 0,8)

(8)

параметров воздуха. Эти зависимости были затем уточнены в ходе исследований опытного образца (см. главу 5).

Влияние со и к„ на параметры ЭФ с ТЭГ экспериментально исследовалось при варьировании факторов в интервалах со = 84...314 рад/с, кп - 1,03... 1,15. Установлено, что с ростом со и кп параметры ЭФ с ТЭГ, в частности г) и Ртэг, увеличиваются. Так, при кп= 1,15 рост со с 84 до 314 рад/с приводит к увеличению Г) от 0,76 до 0,98, а Апэг - с 38 до 260 Вт; при со = 141 рад/с и увеличении к„ с 1,03 до 1,15 значение г\ возрастает с 0,61 до 0,85, а Ртж~ от 16 до 61 Вт.

Анализ результатов показал, что одно и то же значение т] можно получить при различных комбинациях со и кп. Наиболее экономичным будет вариант, обеспечивающий меньшую мощность на валу электродвигателя />2, требуемую для привода ТЭГ и вентилятора. Для облегчения выбора такого варианта рассчитывались значения ч и Р? для различных комбинаций со и кп. Расчет проводился с помощью программы МаЛсас! 11.0 по математической модели установившегося режима работы ЭФ с ТЭГ, полученной в главе 2 (фрагменты результатов приведены в табл. 1 и 2).

Таблица 1

Степень очистки воздуха в ЭФ при различных значениях со и к,

Мощность на валу электродвигателя, Вт, при различных значениях ш и к,

В качестве примера рассмотрим два варианта получения степени очистки воздуха г) = 0,84.:

1) о = 315 рад/с, к„ = 1,104 (табл. 1); при этом Р2 = 152 Вт (табл. 2);

2) ш = 95 рад/с, к„ = 1,15 (табл. 1); при этом Р2 = 48 Вт (табл. 2).

Таким образом, для снижения мощности, потребляемой ЭФ с ТЭГ, заданную степень очистки воздуха следует обеспечивать за счет уменьшения о) и увеличения к„. На основании этого рекомендованы следующие значения режимных параметров: со = 85... 105 рад/с, кп = 1,14... 1,15.

Далее исследовалась возможность повышения степени очистки воздуха в ЭФ с ТЭГ путем изменения конструктивных параметров зоны зарядки.

В традиционных двухзонных ЭФ конструктивные параметры зоны зарядки изменяют с целью повышения тока коронного разряда (например, переходят от проволочного коронируюшего электрода к игольчатому или используют на входе и выходе зоны зарядки металлическую заземленную сетку); при этом напряжение на ЭФ практически не изменяется, что приводит к увеличению степени очистки воздуха т^.

В ЭФ, питаемом от ТЭГ, рост тока коронного разряда сопровождается увеличением падения напряжения на внутреннем сопротивлении ТЭГ, вследствие чего напряжение на ЭФ уменьшается. В связи с этим нельзя сделать однозначный вывод о том, какой из этих параметров (ток или напряжение) необходимо поддерживать на более высоком уровне для повышения г|. Мы предположили, что в ЭФ с ТЭГ параметром, учитывающим совместное действие тока и напряжения на степень очистки воздуха, может стать мощность коронного разряда РК?. Для проверки этого предположения, используя результаты предыдущего исследования, определили степень тесноты связи между г) и Р,ф. В результате установлена сильная корреляционная связь между и Ркр (корреляционное отношение составило 0,98). Таким образом, Ркр может использоваться в качестве критерия при выборе конструктивных параметров зоны зарядки ЭФ.

Исследование возможности повышения Р^ (и, как следствие этого, значения г]) проводилось на примере установки на входе и выходе зоны зарядки металлических заземленных сеток (шаг ячеек 15 мм). Установлено, что мощность коронного разряда достигает максимума при установке сетки на выходе зоны зарядки, установка двух сеток (на входе и выходе зоны зарядки) не приводит к дальнейшему росту значения Р,ф (рис. 8).

Таким образом, в ЭФ, питаемом от ТЭГ, целесообразно использовать одну металлическую заземленную сетку, установленную на выходе зоны зарядки ЭФ.

Повышенная устойчивость ЭФ с ТЭГ к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке обусловлена прежде всего тем, что внутреннее сопротивление ТЭГ значительно выше, чем у традиционных источников высокого напряжения: у ТЭГ, по нашим данным, сопротивление лежит в пределах от единиц до десятков ГОм, у традиционных источников -от десятков до сотен МОм. Кроме того, конструктивные элементы ТЭГ не

чувствительны к повышению тока нагрузки.

1,10 1,и -

1

Без сеток Сетка на входе Сетка на выходе Две сетки

зоны зарядки зоны зарядки

Рис. 8. Относительная мощность коронного разряда при различных вариантах установки сеток в зоне зарядки электрофильтра (при вычислении Р*кр за единицу принято значение мощности коронного разряда без сеток)

При исследовании повышенной устойчивости ЭФ с ТЭГ к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке создавались особо благоприятные условия для таких пробоев:

1) попадание в межэлектродный промежуток частиц больших размеров и обрыв коронирующего электрода в зоне зарядки имитировались приближением к некоронирующему электроду на расстояние к\ металлической иглы, соединенной с коронирующим электродом; при этом фиксировались ток, стекающий с некоронирующего электрода, и напряжение на ЭФ (рис. 9, а);

2) накопление пыли на осадительных электродах имитировалось уменьшением расстояния к2 между двумя металлическими пластинами, подключенными к ЭФ с ТЭГ так, что одна из пластин находилась под высоким потенциалом, другая была заземлена; при этом фиксировались ток, стекающий с заземленной пластины, и напряжение на ЭФ (рис. 9, б).

V, кВ и, кВ

а) б)

Рис. 9. Изменение тока и напряжения в ЭФ с ТЭГ при исследовании его устойчивости к возникновению электрических пробоев (со = 90 рад/с, к„= 1,15): 1 - ток; 2 - напряжение

Как видно из рис. 9, при уменьшении расстояний и /ъ ток возрастает, при этом напряжение снижается, что препятствует возникновению электрического пробоя в межэлектродном промежутке. При И1 - 0 и /ь = 0 (металлическое короткое замыкание) ток достигает значения 9 мкА, а напряжение падает до нуля. После устранения замыкания напряжение ТЭГ восстанавливается и достигает исходного (до замыкания) значения за две - три секунды.

Таким образом, ЭФ с трибоэлектрическим генератором обладает повышенной устойчивостью к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке и при возникновении короткого замыкания не требуется его отключать, т.к. повреждение ТЭГ не происходит.

В пятой главе «Разработка и испытания опытного образца электрофильтра с трибоэлектрическим генератором. Оценка экономической эффективности» описана разработка опытного образца ЭФ с ГЭГ, приводятся результаты его лабораторных исследований и производственных испытаний, а также результаты расчета экономической эффективности применения электрофильтра с ТЭГ.

На основании результатов экспериментальных исследований и математического моделирования была разработана конструкция ЭФ с ТЭГ и изготовлен опытный образец (со = 90 рад/с, к„ = 1,15).

В результате лабораторных исследований опытного образца ЭФ с ТЭГ установлено следующее: объемный расход воздуха через ЭФ составил 81 м7ч; напряжение на ЭФ - 8 кВ; концентрация озона на выходе ЭФ (измерялась газоанализатором озона 3.02.П-Р) - 7 мкг/м", что в 14 раз меньше ПДК; концентрация аэроионов на выходе ЭФ (измерялась счетчиком аэроионов «Сапфир-Зм») равна фоновой концентрации в помещении лаборатории до его включения; потребляемая мощность - 107 Вт.

Зависимость напряжения на ЭФ от относительной влажности воздуха для опытного образца имеет два характерных участка (рис. 10, а): I участок -напряжение практически не меняется; II участок - напряжение снижается до нуля.

Рис. 10. Зависимости напряжения на ЭФ и степени очистки воздуха от относительной влажности воздуха (со = 90 рад/с, к„ = 1,15)

Зависимость степени очистки от относительной влажности воздуха имеет три характерных участка (рис. 10, б): I участок - степень очистки воздуха снижается незначительно (так как на этом интервале напряжение практически не меняется); II участок - степень очистки воздуха значительно снижается вследствие снижения напряжения (начало существенного снижения г] наблюдается при ф = 80...85 %, что соответствует максимальным значениям относительной влажности воздуха, установленным нормами технологического проектирования для сельскохозяйственных помещений); III участок - степень очистки воздуха достигает установившегося значения т^ = 0,25 (ср > 95 %), которое обусловлено чисто механической очисткой воздуха в ЭФ (напряжение на ЭФ отсутствует).

Производственные испытания проводились в цехе сортировки яиц птицефабрики «Челябинская».

Установлено, что с увеличением размера пылевых частиц степень очистки воздуха в опытном образце лежит в пределах 0,88...0,95 (табл. 3), т.е. удовлетворяет требованиям, предъявляемым к воздушным фильтрам второго класса, в число которых входят двухзонные электрофильтры.

Таблица 3

Зависимость степени очистки воздуха опытным образцом от размера

пылевых частиц

Размер пылевых частиц, мкм >0,3 >0,4 >0,5 >0,6 >0,8 >1,0

Степень очистки воздуха 0,88±0,02 0,91±0,02 0,93±0,02 0,93±0,02 0,93±0,02 0,95±0,02

На рис. 11 представлены результаты производственных испытаний и результаты расчета по математической модели установившегося режима работы ЭФ с ТЭГ, полученной в главе 2. Для частиц со средними размерами от 0,35 до 0,90 мкм результаты расчетов не противоречат экспериментальным данным.

Л 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

5

й

А

fe

гЕгг

Оэкспер. □ теор.

0,35 0,45 0,55 0,70 0,90

Средний размер частиц пыли, мкм

Рис. 11. Экспериментальные и расчетные значения степени очистки воздуха в опытном образце

Экономический эффект от применения ЭФ с ТЭГ определялся как экономия приведенных затрат по сравнению с базовым вариантом, в качестве которого был выбран ЭФ с традиционным источником высокого напряжения, обеспечивающий те же значения степени очистки и объемного расхода воздуха. Анализ результатов показал, что применение ЭФ с ТЭГ снижает капитальные вложения на 66 %, эксплуатационные издержки - на 53 %. Ожидаемый годовой дисконтированный экономический эффект составляет 2200 руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Очистку воздуха сельскохозяйственных помещений от пыли целесообразно осуществлять с помощью электрофильтров. Для повышения устойчивости коронноразрядных электрофильтров к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке предложено применить в качестве источника высокого напряжения трибоэлектрический генератор.

2. Разработанная математическая модель процесса работы электрофильтра с трибоэлектрическим генератором позволяет определять рациональные значения его параметров, обеспечивающие заданную степень очистки воздуха.

3. Экспериментально обоснованные конструктивные параметры трибо-электрического генератора (материалы контактной пары, диаметр барабана, способ отбора потенциала с поверхности барабана, тип коллектора и др.) позволяют использовать его как источник высокого напряжения для коронно-разрядного электрофильтра.

4. Установленная взаимосвязь между основными параметрами электрофильтра с трибоэлектрическим генератором, а именно:

- между режимными параметрами трибоэлектрического генератора (скоростью вращения барабана а и степенью прижатия материалов контактной пары к„) и электрическими параметрами электрофильтра с трибоэлектрическим генератором (напряжением холостого хода трибоэлектрического генератора, током коронного разряда, напряжением на электрофильтре) позволила получить выражение внешней характеристики для математической модели;

- между режимными параметрами трибоэлектрического генератора, с одной стороны, и степенью очистки воздуха в электрофильтре и мощностью на валу электродвигателя, с другой стороны, показала, что для снижения потребляемой мощности заданную степень очистки воздуха следует обеспечивать за счет уменьшения со и увеличения к„, и позволила обосновать рациональные значения режимных параметров: со = 85... 105 рад/с, кп= 1,14... 1,15;

- между скоростью вращения барабана и моментом сопротивления на валу электродвигателя (механическая характеристика трибоэлектрического генератора) позволила определить требуемую мощность на валу электродвигателя;

- между мощностью коронного разряда Р,ф и степенью очистки воздуха позволила обосновать возможность использования Р,ф в качестве критерия

при выборе конструктивных параметров зоны зарядки электрофильтра.

5. Электрофильтр с трибоэлектрическим генератором за счет высокого внутреннего сопротивления (от единиц до десятков ГОм) обладает повышенной устойчивостью к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке: увеличение тока сопровождается снижением напряжения на трибоэлектрическом генераторе, что препятствует возникновению электрического пробоя. При возникновении короткого замыкания трибоэлектрический генератор не повреждается, а после устранения замыкания напряжение на электрофильтре восстанавливается.

6. При увеличении относительной влажности воздуха ф с 50 до 80 % степень очистки воздуха п снижается незначительно, начало существенного снижения г) наблюдается при <р= 80...85%, что позволяет использовать электрофильтр с трибоэлектрическим генератором в сельскохозяйственных помещениях.

7. Предложенный «турнирный» метод позволяет распределять большое число вариантов технического решения по степени их влияния на какой-либо параметр.

8. Производственные испытания показали, что степень очистки воздуха в опытном образце электрофильтра с трибоэлектрическим генератором составляет 0,88...0,95 (в зависимости от размера пылевых частиц), т.е. удовлетворяет требованиям, предъявляемым к воздушным фильтрам второго класса, в число которых входят двухзонные электрофильтры. Применение электрофильтра с трибоэлектрическим генератором экономически выгодно: ожидаемый годовой дисконтированный экономический эффект составляет 2200 руб. (по сравнению с электрофильтром, имеющим традиционный источник высокого напряжения).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Файн В. Б., Дель М. В. «Турнирный» метод ранжирования вариантов// Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2005. - №7. - С. 58-59.

2. Файн В. Б., Дель М. В. Об оценке вариантов технического решения на основе экспериментальных данных // Техника в сельском хозяйстве, 2006. -№3. - С. 43-44.

3. Возмилов А.Г., Файн В.Б., Дель М.В. Электрофильтр с трибоэлектрическим генератором для очистки воздуха II Техника в сельском хозяйстве, 2007,-№5.-С. 20-22.

Публикации в других изданиях

1. Двухзонный электрофильтр: Патент России № 2144433 / В.Б. Файн, О.В. Звездакова, М.В. Дель. - № 98117986/12; Заявл. 30.09.1998; Опубл. 20.01.2000. -Бюл. №2.

2. Возмилов А.Г., Файн В.Б., Дель М.В. Разработка электрофильтра, пи-

таемого от встроенного трибоэлектрического генератора // Материалы ХЬ научно-технической конференции / ЧГАУ. Челябинск: ЧГАУ, 2001. - С. 287288.

3. Электрический воздухоочиститель: Патент России № 2177837 / В.Б. Файн, А.Г. Возмилов, М.В. Дель. - № 2001100203/12; Заявл. 03.01.2001; Опубл. 10.01.2002. -Бюл.№1.

4. Соколов И.Б., Дель М.В. Теоретическая оценка параметров трибоэлектрического генератора // Вестник ЧГАУ. Т. 37. Челябинск, 2002. - С. 34-40.

5. Дель М. В., Файн В. Б., Возмилов А. Г. Выбор материалов контактной пары для трибоэлектрического генератора // Вестник ЧГАУ. Т. 37. Челябинск, 2002.-С. 40-46.

6. Дель М. В. Определение полярности напряжения трибоэлектрического генератора // Материалы ХЫ1 научно-технической конференции / ЧГАУ. Ч.З. Челябинск: ЧГАУ, 2003. - С. 70-73.

7. Файн В. Б., Дель М. В. Выбор конструкции коллектора трибоэлектрического генератора // Вестник ЧГАУ. Т. 38. Челябинск, 2003. - С. 156-160.

8. Грачев Г.М., Дель М. В. Баланс мощностей трибоэлектрического генератора // Вестник ЧГАУ Т. 38. Челябинск, 2003. - С. 93-98.

9. Дель М. В., Файн В. Б., Возмилов А. Г. Определение конструктивных параметров трибоэлектрического генератора для питания электрофильтра // Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы развития энергетики в условиях производственных преобразований». -Ижевск: Ижевская ГСХА, 2003. - С. 112-118.

10. Дель М.В. Форма напряжения трибоэлектрического генератора // Материалы ХЫН научно-технической конференции / ЧГАУ. 4.2. Челябинск: ЧГАУ, 2004. - С. 329-330.

11. Дель М. В., Файн В. Б. Оптимизация геометрических параметров коллектора трибоэлектрического генератора // Вестник ЧГАУ. Т. 41. Челябинск, 2004.-С. 61-64.

12. Дель М.В. Определение износа накладки в контактной паре трибоэлектрического генератора//Вестник ЧГАУ. Т. 43. Челябинск, 2004- С.39-43.

13. Дель М. В. Влияние параметров окружающего воздуха на систему «трибоэлектрический генератор - электрофильтр» // Вестник ЧГАУ. Т. 44. Челябинск, 2005. - С. 49-52.

14. Дель М.В., Файн В.Б. Разработка математической модели электрофильтра с трибоэлектрическим генератором // Вестник ЧГАУ. Т. 55. Челябинск, 2009. - С. 55-60.

15. Дель М.В., Файн В.Б. Разработка электрофильтра с трибоэлектрическим генератором // Материалы ХЫХ международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». Ч.З. Челябинск: ЧГАА, 2010.-С. 6-11.

Подписано в печать 13.PS.2010 г. Формат А5. Объем 1,0 уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Заказ № №9. УОП ЧГАА

Введение.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Необходимость обеспыливания воздуха в помещениях АПК.

1.2. Существующие фильтры для обеспыливания воздуха воздушные фильтры).

1.3. Электрофильтры. Необходимость их дальнейшего совершенствования.

1.4. Трибоэлектризация и факторы, влияющие на нее. Трибоэлектрический генератор.

1.5. Выводы. Задачи исследования.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗРАБОТКИ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА С ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ГЕНЕРАТОРОМ.

2.1. Структурирование объекта.

2.2. Исходные физические представления и допущения.

2.3. Параметры и наложенные на них ограничения.

2.4. Математическая модель переходного процесса при пуске трибоэлектрического генератора.

2.5. Математическая модель установившегося режима работы

ЭФ с ТЭГ.

2.6. Сопоставление математической модели с экспериментальными данными и корректировка математической модели.

Одним из основных путей развития современного сельского хозяйства является индустриализация и концентрация производства, что приводит к резкому увеличению количества вреднодействующих веществ, содержащихся как в воздухе внутри сельскохозяйственных помещений, так и в воздушном бассейне предприятия. В связи с этим все более острой становится проблема очистки воздуха.

Для снижения концентрации пыли и находящихся на ней микроорганизмов в воздухе внутри сельскохозяйственных помещений до уровня, соответствующего санитарным нормам, целесообразно применять рециркуляционные двухзонные электрофильтры, в которых зарядка в поле коронного разряда и осаждение частиц осуществляются в разных конструктивных зонах. В состав этих аппаратов входит источник высокого напряжения, традиционно содержащий повышающий трансформатор и полупроводниковый выпрямитель.

При эксплуатации в электрофильтрах возникают электрические пробои, обусловленные накоплением пыли на осадительных электродах, попаданием в межэлектродный промежуток частиц больших размеров и обрывом корони-рующего электрода. В результате пробоев происходит снижение эффективности электрофильтра вследствие вырыва отложившейся пыли с осадительных электродов и перерыва в работе электрофильтра из-за отключения источника высокого напряжения защитой от перегрузки, а в ряде случаев из-за выхода источника из строя.

Анализ состояния вопроса позволил сделать предположение о том, что повысить устойчивость электрофильтра к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке можно путем замены традиционного источника высокого напряжения на трибоэлектрический генератор. Такой замене способствует то, что рециркуляционный электрофильтр включает в себя вентилятор, приводимый во вращение электродвигателем, который может быть использован и для взаимного перемещения элементов контактной пары трибоэлектрического генератора.

Разработка коронноразрядного электрофильтра с трибоэлектрическим генератором для очистки воздуха в сельскохозяйственных помещениях требует проведения специальных исследований для раскрытия закономерностей процесса работы такого устройства и обоснования его параметров.

На основании вышеизложенного тема диссертационной работы обладает практической и научной актуальностью.

Работа выполнена в соответствии с Межведомственной координационной программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006 - 2010 гг. (Проблема IX. Научное обеспечение повышения машинно-технологического и энергетического потенциала сельского хозяйства России), одобренной Президиумом РАСХН 16.11.06 г. и Межведомственным координационным советом по формированию и реализации Программы 19.10.06 г., и планом НИР ЧГАА на 1999 - 2010 гг.

Цель работы: разработать электрофильтр для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях, обладающий повышенной устойчивостью к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке за счет применения трибоэлектрического генератора.

Задачи исследования

1. Разработать математическую модель процесса работы электрофильтра с трибоэлектрическим генератором.

2. Обосновать конструктивные параметры трибоэлектрического генератора как источника высокого напряжения для коронноразрядного электрофильтра.

3. Установить взаимосвязь между параметрами электрофильтра с трибоэлектрическим генератором и исследовать влияние на них параметров окружающего воздуха; проверить устойчивость электрофильтра с трибоэлектрическим генератором к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке.

4. Провести производственные испытания электрофильтра с трибоэлек-трическим генератором и оценить экономическую эффективность его применения.

Объект исследования: процесс работы электрофильтра с трибоэлектри-ческим генератором.

Предмет исследования: закономерности процесса работы электрофильтра с трибоэлектрическим генератором; взаимосвязь между его параметрами.

Научная новизна основных положений, выносимых на защиту:

1. Разработана математическая модель процесса работы электрофильтра с трибоэлектрическим генератором, описывающая взаимосвязь между его параметрами.

2. Обоснованы конструктивные и режимные параметры трибоэлектриче-ского генератора как источника высокого напряжения для коронноразрядного электрофильтра.

3. Раскрыта взаимосвязь между параметрами электрофильтра с трибоэлектрическим генератором, оценено влияние на них параметров окружающего воздуха и показана его устойчивость к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке.

4. Предложен «турнирный» метод ранжирования вариантов технического решения на основе экспериментальных данных.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов

Разработанная математическая модель позволяет при проектировании электрофильтра с трибоэлектрическим генератором рассчитывать его конструктивные и режимные параметры, обеспечивающие требуемую степень очистки воздуха.

Электрофильтр с трибоэлектрическим генератором, защищенный патентами на изобретение РФ №2177837 и № 2144433, позволяет эффективно очищать воздух от пыли в сельскохозяйственных помещениях, обладая при этом повышенной устойчивостью к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке.

Разработанный электрофильтр с трибоэлектрическим генератором внедрен в цехе сортировки яиц СПК «Птицефабрика Челябинская».

Результаты исследований электрофильтра с трибоэлектрическим генератором используются в учебном процессе Челябинской государственной агро-инженерной академии.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях ЧГАУ (г. Челябинск, 1999 — 2004 гг.), на ежегодных Международных научно-технических конференциях ЧГАУ (г. Челябинск, 2005 — 2010 гг.) и на Международной научно-практической конференции «Проблемы развития энергетики в условиях производственных преобразований» (Ижевская ГСХА, г. Ижевск, 2003 г).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 16 научных статьях, в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК. Получены два патента на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы (155 наименований), 14 приложений; содержит 141 страницу основного текста, в том числе 52 рисунка и 22 таблицы.

- 125-ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Результаты, полученные в настоящей диссертационной работе , позволяют сделать следующие выводы.

1. Очистку воздуха сельскохозяйственных помещений от пыли целесообразно осуществлять с помощью электрофильтров. Для повышения устойчивости коронноразрядных электрофильтров к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке предложено применить в качестве источника высокого напряжения трибоэлектрический генератор.

2. Разработанная математическая модель процесса работы электрофильтра с трибоэлектрическим генератором позволяет определять рациональные значения его параметров, обеспечивающие заданную степень очистки воздуха.

3. Экспериментально обоснованные конструктивные параметры трибоэлек-трического генератора (материалы контактной пары, диаметр барабана, способ отбора потенциала с поверхности барабана, тип коллектора и др.) позволяют использовать его как источник высокого напряжения для коронноразрядного электрофильтра.

4. Установленная взаимосвязь между основными параметрами электрофильтра с трибоэлектрическим генератором, а именно:

- между режимными параметрами трибоэлектрического генератора (скоростью вращения барабана со и степенью прижатия материалов контактной пары ки) и электрическими параметрами электрофильтра с трибоэлектрическим генератором (напряжением холостого хода трибоэлектрического генератора, током коронного разряда, напряжением на электрофильтре) позволила получить выражение внешней характеристики для математической модели;

- между режимными параметрами трибоэлектрического генератора, с одной стороны, и степенью очистки воздуха в электрофильтре и мощностью на валу электродвигателя, с другой стороны, показала, что для снижения потребляемой мощности заданную степень очистки воздуха следует обеспечивать за счет уменьшения со и увеличения кп, и позволила обосновать рациональные значения Основное содержание диссертации опубликовано в [99, 105, 119, 123, 124, 125,127,131,136,138,142,144,145,147,152,153,154,155]. режимных параметров: со = 85.105 рад/с, ки = 1,14. 1,15;

- между скоростью вращения барабана и моментом сопротивления на валу электродвигателя (механическая характеристика трибоэлектрического генератора) позволила определить требуемую мощность на валу электродвигателя;

- между мощностью коронного разряда Ркр и степенью очистки воздуха позволила обосновать возможность использования Ркр в качестве критерия при выборе конструктивных параметров зоны зарядки электрофильтра.

5. Электрофильтр с трибоэлектрическим генератором за счет высокого внутреннего сопротивления (от единиц до десятков ГОм) обладает повышенной устойчивостью к возникновению электрических пробоев в межэлектродном промежутке: увеличение тока сопровождается снижением напряжения на три-боэлектрическом генераторе, что препятствует возникновению электрического пробоя. При возникновении короткого замыкания трибоэлектрический генератор не повреждается, а после устранения замыкания напряжение на электрофильтре восстанавливается.

6. При увеличении относительной влажности воздуха (р с 50 до 80 % степень очистки воздуха т^ снижается незначительно, начало существенного снижения г| наблюдается при (р= 80.85%, что позволяет использовать электрофильтр с трибоэлектрическим генератором в сельскохозяйственных помещениях.

7. Предложенный «турнирный» метод позволяет распределять большое число вариантов технического решения по степени их влияния на какой-либо параметр.

8. Производственные испытания показали, что степень очистки воздуха в опытном образце электрофильтра с трибоэлектрическим генератором составляет 0,88.0,95 (в зависимости от размера пылевых частиц), т.е. удовлетворяет требованиям, предъявляемым к воздушным фильтрам второго класса, в число которых входят двухзонные электрофильтры. Применение электрофильтра с трибоэлектрическим генератором экономически выгодно: ожидаемый годовой дисконтированный экономический эффект составляет 2200 руб. (по сравнению с электрофильтром, имеющим традиционный источник высокого напряжения).

НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. В области теоретических исследований считаем целесообразным учесть в математической модели установившегося режима работы ЭФ с ТЭГ геометрические параметры трибоэлектрического генератора.

2. В области экспериментальных исследований представляет интерес выявление связи между степенью электризации и физическими свойствами материалов контактной пары.

1. Ежеквартальный обзор мировой санитарной статистики: Избранные статьи (т. 42)/ Всемирная организация здравоохранения. — М.: Медицина, 1992.- 161 с.

2. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2004 году. М.: AHO «Центр международных проектов», 2005.-494 с.

3. Хлебников Ю.П. Фильтры систем кондиционирования воздуха и вентиляции. М.: Стройиздат, 1990. - 128 с.

4. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1981. — 290 с.

5. Губернский Ю.Д. Гигиенические основы кондиционирования воздуха жилых и общественных зданий. М.: Медицина, 1978. — 192 с.

6. Хефлинг Г. Тревога в 2000 году: бомбы замедленного действия на нашей планете / Пер. с нем. М.С. Осиповой, Ю.М. Фроловой. М.: Мысль, 1990 — 270 с.

7. Проблемы оздоровления воздушной среды и способы ее решения / Под ред. В.П. Скварик. Киев, 1969. - 47 с. — (Всесоюзн. Науч.-исслед. ин-т по электробытовым машинам и приборам).

8. Горомосов М.С. Микроклимат жилищ и его гигиеническое нормирование. М.: Медгиз, 1963 .- 134с.

9. Ужов В.Н. Борьба с пылью в промышленности. М.: Госхимиздат, 1962.- 184 с.

10. Райст П. Аэрозоли: Введение в теорию. М.: Мир, 1987. - 278 с.

11. Селянский В.М. Микроклимат в птичниках.- М.: Колос, 1975.- 303 с.

12. Минаев И.Н., Свиридов A.A. Еще о пыли в птичниках // Птицеводство. 1976. - №1. - С. 17-18.

13. Ветеринарно-санитарные и зоогигиенические проблемы животноводства / Под ред. Г.К. Волкова, В.С. Ярных. М.: Колос, 1979. - 383 с.

14. Возмилов А.Г. Электроочистка и электрообеззараживание воздуха в промышленном животноводстве и птицеводстве: Дис. .д-ра техн. иа-ук:05.20.02 / ЧГАУ. Челябинск, 1993. - 337 с.

15. Нормы технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота НТП 1 -99 М.: НПЦ "Гипронисельхоз", 1999 - 36 с.

16. Нормы технологического проектирования свиноводческих ферм крестьянских хозяйств НТП-АПК 1.10.02.001-00. Минсельхоз РФ. М.: Институт "НИПИагропром", 2000. - 36 с.

17. Нормы технологического проектирования птицеводческих предприятий НТП-АПК 1.10.05.001-01 М.: ФГУП "НИПИагропром", 2002 - 58 с.

18. Возмилов А.Г. Очистка воздуха в помещениях для свиней // Достижение науки и техники АПК. 1991. - №2. - с. 33.

19. Микроклимат жилищ и аппараты для его оздоровления / В.П. Скварик, Г.С. Зыков, Л.В. Лодовая и др. Киев: УкрНИИНТИ, 1969. - 40 с.

20. Оздоровление сред электрическими методами : Сб. статей / Отв. Ред. О.В. Смирнов. Л.: 1973. - 135 с. (Ленингр. инж.-строит. ин-т. Сборник трудов ЛИСИ.-№75).

21. Поляков А.А. Ветеринария и санитария. М.: Колос, 1979. -231 с.

22. Литвинова Л.И. и др. Гигиена современного жилища / Литвинова Л.И., Н.М. Янко, Г.В. Рыжков. Киев: Здоровье, 1990. - 112 с.

23. Ужов В.Н., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами. -М.: Химия, 1970. 320 с.

24. Очистка воздуха в бытовых условиях / В.П. Скварик, H.H. Зидра, P.C. Левина, Н.Д. Стукова. Киев: УкрНИИНТИ, 1969. - 37 с.

25. Комбинированный электрофильтр // Электротехника. Сер. 21: РЖ ВИНИТИ. 1997.- №12. - 12П41П.

26. Гибридная технология фильтрации // Электротехника. Сер. 21: РЖ ВИНИТИ. 2003. - №2. - 2Н52.

27. Комбинированный электрофильтр // Электротехника. Сер. 21: РЖ ВИНИТИ. 2003. - №9. - Н65П.

28. Иванова С.А. Повышение эффективности очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях на основе использования рециркуляционных электрофильтров: Дис. .канд. техн. наук:05.20.02/ ЧГАУ. Челябинск, 2003.-226 с.

29. Кирпичников И.В. Разработка и исследование электростатического фильтра для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных малообъемных помещениях: Дис. .канд. техн. наук. Челябинск: ЧГАУ, 2000. - 137 с.

30. Кирпичникова И.М. Энергосберегающие системы электроочистки воздуха в сельскохозяйственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха: Дис. .д-ра техн. наук. — Челябинск: ЧГАУ, 2001. — 320 с.

31. Илимбетов Р.Ю. Повышение эффективности электростатического фильтра для очистки воздуха от пыли в помещениях АПК за счет применения замасливателя и нейтральных пластин. Дисс. . канд. техн. наук. — Челябинск: ЧГАУ, 2004.-159 с.

32. Электростатические фильтры // Коммунальное, бытовое и торговое оборудование. Сер. 33: РЖ ВИНИТИ. 1998. - №8. - 8.33.129.

33. Электростатический очиститель воздуха // Электротехника. Сер. 21: РЖ ВИНИТИ. 1995. - №9. - 9Н63П.

34. Капцов H.A. Коронный разряд и его применение в электрофильтрах.

35. М: Гостехиздат, 1947. 272 с.

36. Электрофильтр // Коммунальное, бытовое и торговое оборудование.

37. Сер.ЗЗ: РЖ ВИНИТИ. 1984. - № 4. - 4.33.162П.

38. Электрофильтр // Коммунальное, бытовое и торговое оборудование. Сер.ЗЗ: РЖ ВИНИТИ. 1983. - № 4. - 4.33.172П.

39. Электрофильтр // Коммунальное, бытовое и торговое оборудование. Сер.ЗЗ: РЖ ВИНИТИ. 1983. - № 4. - 4.33.173П.

40. Электрофильтр // Электротехника. Сер.21: РЖ ВИНИТИ.- 1998.- №6.6Н47П.

41. Электрофильтр с противоадгезионным покрытием // Электротехника.

42. Сер.21: РЖ ВИНИТИ. 1999. - № 5. - 5Н56.

43. Двухзонный электрофильтр // Электротехника. Сер.21: РЖ ВИНИТИ.2000.-№ 12.-12Н52П.

44. Дымовые электрофильтры / В.И. Левитов, И.К. Решидов, В.М. Ткаченко и др.: Под общ. Ред. В.И. Левитова. -М.: Энергия, 1980. 448 с.

45. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами. М.:1. Химия, 1967.-344 с.

46. Верещагин И.П. Коронный разряд в аппаратах электронно-ионнойтехнологии. -М.: Энергоатомиздат, 1985. 160 с.

47. Ван Ч. Исследование двухзональных электрических воздушных фильтров // Вопросы очистки воздуха в промышленных зданиях.// Труды ЦНИИПромзданий. 1971. - Вып. 21. - С. 90 - 108.

48. Жебровский С.П. Электрофильтры. М.: Государственное энергетическое издательство, 1950. — 256 с.

49. Возмилов А.Г., Мишагин В.Н., Андреев Л.Н. Результаты исследований мокрого однозонного электрофильтра// Техника в сельском хозяйстве.2009.-№3-С. 20-22.

50. Любайкин С.Н., Акатов A.A. Электрофильтр (его варианты): Патент № 2163167. Россия, МПК 7 ВОЗСЗ/Ю. № 99127091/12; Заявл. 27.12.1999; Опубл. 20.02.2001.

51. Anzai Setsu, Katayama Hideo. Electrostatic precipitator: US Patent 7261765. Priority number: 11/026738. Priority date: 29.12.2004 US. IPC: B03/C 3/68. U.S. CI. 96/19. Publication date: 28.08.2007.

52. Тайманов С.Т. Исследование и разработка системы очистки воздуха и дезинфекции яиц в инкубаторе. Дисс. . канд. техн. наук. Челябинск: ЧГАУ, 1995.- 178 с.

53. Смирнягин Е.В. Разработка и исследование ионного вентилятора-фильтра для очистки воздуха от пыли в помещениях АПК. Дисс. . канд. техн. наук. Челябинск: ЧГАУ, 2002. - 147 с.

54. Руководство по эксплуатации воздухоочистителя электронного «Супер-плюс». Орел, 1996.

55. Ионный вентилятор-фильтр: Патент №2181466 Россия/ Файн В.Б., Смирнягин Е.В., Иванова С.А., №2000129376; Заявл. 23.11.2000; Опубл. 20.04.02. Бюл. № 11.

56. Электростатический фильтр-вентилятор. Колпакчиев И.Н. Патент №2005962 Россия.-№5018793/29; Заявл. 25.11.91; Опубл. 15.01.94. Бюл. Ш.

57. Руководство по эксплуатации ионизатора-воздухоочистителя CHUNG PUNG СР-35.

58. Flek Carl М. Filter-Elektrofilter // Österreichische Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift, 1990. 135 № 3. - s. 121 - 124.

59. Электротехнология / A.M. Басов, В.Г. Быков, A.B. Лаптев,

60. В.Б. Файн. М.: Агропромиздат, 1985. - 256 с.

61. Возмилов А.Г. Исследование и разработка двухзонного электрофильтра для очистки воздуха в промышленном птицеводстве (цех инкубации цыплят): Дис. .канд. техн. наук:05.20.02/ ЧИМЭСХ. Челябинск, 1980. - 196 с.

62. Plymoth. Clean Fresh Air. Newline 90. Berlings, Arlöv, 1989. - 48 p.

63. Двухзонный электрофильтр для очистки воздуха от аэрозолей и токсичных газов // Электротехника. Сер.21: РЖ ВИНИТИ. 1996. - №2. - 2Н46П.

64. Меттус A.A. Способ очистки воздуха в двухзонных фильтрах: Патент № 2142852. Россия, МПК 6 В 03 С 3/00. № 98123761/12; Заявл. 29.12.1998; Опубл. 20.12.1999.

65. СовПлим. Каталог продукции «Системы местной вытяжной вентиляции», 2008. 88 с.

66. Ochs Н. Der elektrische Luftfilter für die feine Reinigung der Luft // Wasser, Luft und Betrieb, 1971. 15 № 6. - s. 220 - 223.

67. Schütz H. Der elektrische Luftfilter des neuen Typs für die feine Reinigung der Luft // Maschine und Werkzeug, technische Informationen aus Europa und Übersee, Coburg, 1963. № 2. - s. 20 - 26.

68. Звездакова O.B. Совершенствование двухзонного электрофильтра для очистки воздуха от пыли в сельскохозяйственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздушной среды: Дис. .канд. техн. наук:05.20.02/ ЧГАУ. Челябинск, 2008. - 148 с.

69. Электротехнология/ В.А. Карасенко, Е.М. Заяц, А.Н. Баран, B.C. Кор-ко. М.: Колос, 1992. - 304 с.

70. Першин А.Ф., Байдукин Ю.А., Казеев Ю.Р., Федоров A.B. Устройство для очистки и обеззараживания воздуха: Патент № 2033272. Россия, МПК 6 ВОЗСЗ/12, А01К1/01, А01К1/00, A61L9/015. № 5031025/15; Заявл. 03.04.1992; Опубл. 20.04.1995.

71. Алиев Г.М.-А., Гоник А.Е. Электрооборудование и режимы питания электрофильтров. М.: Энергия, 1971. - 264 с.

72. Алиев Г.М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов: Справ, изд. М.: Металлургия, 1986. - 544 с.

73. Entwicklungsstand der Hochspannungserzeuger fur Elektroabscheder // Luft-und Kaltetechnick, 1988 24 № 2. - s. 77 - 79. (Электротехника. Сер. 21: РЖ1. ВИНИТИ.- 1989. -№1).

74. Стационарный электростатический фильтр SFE 25/50, HFE 25/50: Паспорт.

75. СО 153-34.27.504-91 (РД 34.27.504-91) Типовая инструкция по эксплуатации электрофильтров /Утв. Главтехупр. Минэнерго СССР 06.05.91; Разраб. Южтехэнерго.- М.: СПО ОРГРЭС, 1993.-44 с.

76. Сокольский В.Н. Искрозащита технологических разрядных промежутков. -Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. 180 с.

77. Сокольский В.Н., Мамаев И.И. Искрозащитные и искропредупреж-дающие устройства// Электронная техника. Сер. 10, 1967, вып. 3.

78. Мурманцев Ф.М. Исследование разделения мелкодисперсных смесей в наведенном электростатическом поле. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Челябинск: ЧИМЭСХ, 1973.-199 с.

79. Электростатический пылеуловитель// Электротехника. Сер. 21: РЖ

80. ВИНИТИ. 1994. - №7. - 7Н80П.

81. Электростатический пылеуловитель. Журавлев В.К. Авт.св. СССР, кл

82. B01D35/06; B03C3/00, №581971, заявл. 19.07.74.

83. Wahlstrom Sven Е. Electrostatic generator and motor: US patent 4126822. Priority number: 801242. Priority date: 27.05.1977. IPC: H02N 1/00. U.S. CI. 322/2A.

84. Publication date: 21.11.1978.

85. Устройство для разделения сыпучих смесей в электрическом поле.

86. В Н. Шмигель, Ф.М. Мурманцев. Авт. св. СССР, кл В03С7/12, №389838, заявл.0305.71 №1655837. Опубл. 11.7.73. Бюл. №30.

87. Устройство для ионизации вентиляционного воздуха. Быков В.Г. Авт. s СССР, кл F24F3/16, №684256, заявл. 7.03.78 №2590154. Опубл. 05.09.79.св.1. Бюл. №33.

88. Электрический сепаратор для сыпучих смесей. Салихов С.С. Авт. св. СССР, кл В03С7/02, №602225, заявл. 22.07.76. Опубл. 15.04.78. Бюл №14.

89. Тэнэсеску Ф., Крамарюк Р. Электростатика в технике / Пер. с рум.э под ред. A.A. Обуха. — М.: Энергия, 1980. 296 с.

90. Староба Й. Шиморда Й. Статическое электричество в промышленности / Перевод с чешского B.JL Спинадель. Под общ. ред. В.А. Смирнова. М,-Л.: Госэнергоиздат, 1960. —248 с.

91. Матвеев A.M. Электричество и магнетизм. М.: Высшая школа, 1993.- 463 с.

92. Леб Л.Б. Статическая электризация / Пер. с англ. В.М. Фридкина. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. -408 с.

93. Епифанов Г.И. Физика твёрдого тела. — М.: Высшая школа, 1977.288 с.

94. Статическое электричество при переработке химических волокон / Пер. с нем. A.B. Морозова. Под общ. ред. И.П. Генца. М.: Легкая индустрия, 1966.-345 с.

95. Гороховский Г.А. Поверхностное диспергирование динамически контактирующих полимеров и металлов. — Киев.: Наукова думка, 1972. — 152 с.

96. Журавлев B.C. Статическое электричество в промышленности и меры борьбы с ним. -М.: Химия, 1978. 181 с.

97. Василенок Ю.И. Предупреждение статической электризации полимеров. Л. : Химия, 1981. - 209 с.

98. Хорват Т., Берта И. Нейтрализация статического электричества. — JVT.-Энергоатомиздат, 1987. 104 с.

99. Устройство для создания электростатического поля высокой напряженности в установках для разделения и обработки семян. Шмигель В.Н., Козлов A.C. Авт. св. СССР, кл.ВОЗС 9/00. Опубл. 1972. Бюл. №12.

100. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химическойтехнологии. М.: Химия, 1975. — 576 с.

101. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. Справочное изд. /С.А. Айвазян, И.С. Енюков, Л.Д. Мешалкин. М.: Финансы и статистика, 1983. - 471 с.

102. Основы электрогазодинамики дисперсных систем / И.П. Верещагин, В .И. Левитов, Г.З. Мирзабекян, М.М. Пашнин. М.: Энергия, 1974. - 480 с.

103. Соколов И.Б., Дель М.В. Теоретическая оценка параметров трибо-электрического генератора // Вестник ЧГАУ. Челябинск, 2002. Т. 37. - с. 3440.

104. Попков A.A. Исследование изоляции машин высокого напряжения с двухсторонним выравниванием напряженности электрического поля: автореф. дис. .канд. техн. наук: 05.282. Свердловск: УПИ, 1970. - 22 с.

105. Кирпичникова И.М. Энергосберегающие системы электроочистки воздуха в сельскохозяйственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте: Монография. Челябинск: Изд-во ЧГАУ, 2001. - 80 с.

106. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1988. - 239 с.

107. Гутер P.C., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука, 1970. - 432 с.

108. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешности результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 304 с.

109. Дель М. В., Файн В. Б., Возмилов А. Г. Выбор материалов контактной пары для трибоэлектрического генератора // Вестник ЧГАУ. Челябинск,2002.-Т. 37.-С. 40-46.

110. Власов П.В., Галкина З.И. Нейтрализация зарядов статического электричества в ткачестве. М.: Легкая индустрия, 1977. - 103 с.

111. Гефтер П.А. Электростатические явления в процессах переработки химических волокон. М.: Легпромбытиздат, 1989. - 272 с.

112. Максимов Б.К., Обух A.A. Статическое электричество в промышленности и защита от него. — М.: Энергия, 1978. — 79 с.

113. Полоник П.А. Борьба со статическим электричеством в текстильной и легкой промышленности. — М.: Легкая индустрия, 1966 166 с.

114. Полоник П.А. Электризуемость химических волокон и борьба с ней / Под ред. С.С. Швырева. М.: Гизлегпром, 1959. — 96 с.

115. Сабарно Р.В., Слонченко A.B. Опасности статического электрргчест ва. Киев, 1969.-35 с.

116. Статическое электричество в химической промышленности. (Процессы электризации и предупреждения загораний). Под ред. Н.Г. Дроздова. — Л • Химия, Ленингр. отд-ние, 1971. 208 с.

117. Статическое электричество в химической промышленности / Попов Б.Г., Веревкин В.Н., Бондарь В.А., Горшков В.И. Под ред. Б.И. Сажина. — л • Химия, Ленингр. отд-ние, 1977. - 238 с.

118. Копылов A.B. и др. Статическое электричество в промышленности и методы защиты от него. М.: Химия, 1975.- 258 с.

119. Вольф В.Г. Статистическая обработка опытных данных. М.: Колос 1966.-241 с.

120. Закс Л. Статистическое оценивание: Пер. с нем. В. Н. Варыгина. Под ред. Ю. П. Адлера, В. Г. Горского. М.: Статистика, 1976. 598 с.

121. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1970. - 720 с.

122. Файн В. Б., Дель М. В. Выбор конструкции коллектора трибоэлек-трического генератора // Вестник ЧГАУ. Челябинск, 2003. Т. 38. - С. 156-160.

123. Орлов А.И. Прикладная статистика. Учебник. М.: Издательство «Экзамен», 2004. - 656 с.

124. Орлов А.И. О проверке однородности двух независимых выборок// Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2003. — №1. -с.55-60.

125. Крамер Г. Математические методы статистики/ Пер. с англ. 2-е изд. -М.: Мир, 1975.-648 с.

126. Файн В. Б., Дель М. В. «Турнирный» метод ранжирования вариантов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2005. — №7. — с. 58-59.

127. Файн В. Б., Дель М. В. Об оценке вариантов технического решения на основе экспериментальных данных // Техника в сельском хозяйстве, 2006. — №3.- С. 43-44.

128. Дель М. В., Файн В. Б. Оптимизация геометрических параметров коллектора трибоэлектрического генератора // Вестник ЧГАУ. Челябинск, 2004.-Т. 41.-С. 61-64.

129. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Агро-промиздат, 1985.-351 с.

130. Дель М.В. Форма напряжения трибоэлектрического генератора // Материалы XLIII научно-технической конференции Челябинского государственного агроинженерного университета. Челябинск: ЧГАУ, 2004. - 4.2. - с. 329-330.

131. Вольдек А.И. Электрические машины. — Л.: Энергия, 1978. 832 с.

132. Чиликин М.Г., Сандлер A.C. Общий курс электропривода. М.: Энер-гоиздат, 1981. 576 с.

133. Проектирование электрических машин / И.П. Копылов, Ф.А. Горяи-нов, Б.К. Кланов и др. Под ред. И.П. Копылова. М.: Энергия, 1980. 495 с.

134. Грачев Г.М., Дель М. В. Баланс мощностей трибоэлектрического генератора // Вестник ЧГАУ. Челябинск, 2003. Т. 38. - С. 93-98.

135. Маршак Е.Л. Ремонт и модернизация асинхронных двигателей. М.: Энергия, 1976.-263 с.

136. Коварский Е.М., Янко Ю.И. Испытание электрических машин. — М.:

137. Энергоатомиздат, 1990. 320 с.

138. Гриб В.В., Лазарев Г.Е. Лабораторные испытания материалов на трение и износ. — М.: Наука, 1968. 141 с.

139. Ясь Д.С., Подмоков В.Б., Дяденко Н.С. Испытание на трение и износ. Методы и оборудование. — Киев: Техника, 1971. 140 с.

140. Дель М.В. Определение износа накладки в контактной паре трибо-электрического генератора // Вестник ЧГАУ. Челябинск, 2004. Т. 43. — С. 3943.

141. White H.J. Entstaubung industrieller Gase mit Elektrofiltern. Leipzig: VEB Deutscher Verlag Grundstoffindustrie, 1969. - 336 s.

142. Дель M. В. Влияние параметров окружающего воздуха на систему «трибоэлектрический генератор электрофильтр» // Вестник ЧГАУ. Челябинск, 2005.-Т. 44.-С. 49-52.

143. Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины. В 2-х ч. 4.1 Машины постоянного тока. Трансформаторы. - Л.: Энергия, 1972. - 544 с.

144. Попков А.А, Петров Г.А., Емец В.Ф. Электрические машины. Машины постоянного тока и трансформатора. Челябинск: ЧГАУ, 2009. - 76 с.

145. Файн В. Б., Дель М. В., Звездакова О. В. Влияние зоны осаждения на электрический режим зоны зарядки двухзонного электрофильтра // Вестник ЧГАУ. Челябинск, 1999. Т. 28. - С. 132-139.

146. Двухзонный электрофильтр: Патент России № 2144433 / В.Б. Файн, О.В. Звездакова, М.В. Дель. № 98117986/12; Заявл. 30.09.1998; Опубл. 20.01.2000. -Бюл. №2.

147. Двухзонный электрофильтр: Патент России № 2192927 / В.Б. Файн, О.В. Звездакова, М.В. Дель. № 2000124155/12; Заявл. 21.09.2000; Опубл. 20.11.2002.-Бюл. №32.

148. Дель М.В., Файн В.Б. Разработка электрофильтра с трибоэлектриче-ским генератором // Материалы XLIX международной научно-технической конференции: Достижения науки — агропромышленному производству. —

149. Челябинск: ЧГАА, 2010. Ч.З. - С. 6-11.

150. Электрический воздухоочиститель: Патент Россия № 2177837 / В.Б. Файн, А.Г. Возмилов, М.В. Дель. № 2001100203/12; Заявл. 03.01.2001; Опубл. 10.01.2002.-Бюл.№1.

151. ГОСТ 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (утв. постановлением Госстандарта СССР от 29 сентября 1988 г. № 3388) (с изменениями от 20 июня 2000 г.).

152. Возмилов А.Г., Файн В.Б., Дель М.В. Электрофильтр с трибоэлек-трическим генератором для очистки воздуха // Техника в сельском хозяйстве, 2007.-№5.-С. 20-22.

153. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники / МСХ и продовольствия РФ. М., 1998. - 104 с.

154. Экономика сельского хозяйства / В.Т. Водяников, Е.Г. Лысенко, А.И. Лысюк и др.; Под ред. В.Т. Водянникова. М.: КолосС, 2008. - 390 с.

155. Водяников В.Т. Экономическая оценка энергетики АПК. -М.: ИКФ «ЭКСМО», 2002. 304 с.

156. Постановление Государственного комитета «Единый тарифный орган Челябинской области» №49/8 от 25 декабря 2009 года. О введении в действие тарифов на электрическую энергию, отпускаемую ОАО «Челябэнергосбыт» на розничный рынок Челябинской области.

157. Дель М. В. Определение полярности напряжения трибоэлектрического генератора // Материалы XLII научно-технической конференции Челябинского государственного агроинженерного университета. — Челябинск: ЧГАУ, 2003. Ч.З. - С. 70-73.

158. Дель М.В., Файн В.Б. Разработка математической модели электрофильтра с трибоэлектрическим генератором // Вестник ЧГАУ. Челябинск, 2009.-Т. 55.-С. 55-60.