Спосіб оцінки електрогідравлічного впливу на об’єкт обробки й пристрій для його реалізації

1 Спосіб оцінки ефективності електрогідравлічного впливу, переважно на рідкий об'єкт оброблення, який полягає в тому, що останній поміщають в електророзрядну камеру, діють на нього електричним імпульсом і оцінюють одержаний результат, який відрізняється тим, що визначають радіус R камери, а результат впливу для будь-якого обсягу води незалежно від обсягу електророзрядної камери визначають за формулою Fb=Fa х h3/H3, де Fa - величина впливу на об'єкт обробки в точці "а", Fb - величина впливу на об'єкт обробки в будьякій точці "Ь", Н - висота від центра камери "склянкового" типу, яка обмежена радіусом R уявної камери "кулястого" типу, h - відстань від дна камери "склянкового" типу до горизонтальної осі уявної камери "кулястого" типу 2 Пристрій для оцінки електрогідравлічного впливу на об'єкт обробки, який містить електророзрядну камеру, виконану у вигляді закритого з одного боку порожнистого циліндра, і закріплену в ньому електродну систему, який відрізняється тим, що внутрішню бічну поверхню електророзрядної камери обладнано пластинами, встановленими під кутом до горизонталі й розміщеними у верхній частині, а в нижній частині камеру обладнано пристроєм для розпилення повітря, при цьому електродну систему також закріплено в нижній частині камери ю Запропоноване технічне рішення стосується фізики процесів, які відбуваються в рідині під впливом високовольтних електричних розрядів Однією З найважливіших особливостей електрогідравлічного ефекту є його бактерицидна дія на біологічні об'єкти, зокрема, різні види бактерій і вірусів гинуть у рідині, де ІНІЦІЮЮТЬ електроїмпульсні розряди високої напруги Проте, під час реалізації на практиці методів очищення, наприклад, стічних вод, або при визначенні рівня насичення води азотистими сполуками, або концентрації солей, що перейшли у розчин з водою, або рівень подрібнення вихідного матеріалу й т д , виникає завдання оцінки електропідривного впливу на об'єкт обробки Для вивчання особливостей дії електрогідрав лічного ефекту на різні об'єкти використовуються робочі камери відкритого та закритого типу циліндричної форми Так, відома електророзрядна камера з внутрішнім об'ємом 5,0л, що виконана з нержавіючої сталі, в якій передбачено конструкцію електродів за типом "вістря-вістря" їх закріплено на різі в циліндричних втулках із діелектрика, розміщених на верхньому фланці, крім того, є спеціальний клапанний пристрій для швидкого забирання пріб у ході експерименту (див ІО Ситник Електрогідравлічна дія на мікроорганізми Київ Здоров'я, 1982 93с) Спосіб визначення електрогідравлічного впливу на об'єкти обробки, який реалізує відомий пристрій, полягає в такому В електророзрядну камеру поміщають об'єкт обробки (наприклад, стічна вода, 49254 що підлягає знезараженню, матеріал, який необхідно подрібнити, розчин, з якого потрібно виділити рідкісноземельні матеріали тощо) і впливають на нього електричним розрядом високо напруги Після здійснення одного чи серії імпульсів із камери беруть пробу й оцінюють результат дії (див І О Ситник Електрогідравлічна дія на мікроорганізми Київ Здоров'я, 1982 93с) Основними недоліками відомих способу та пристрою, визначених як прототип, є те, що при їх використанні неможливо визначити конкретний розмір камери, що підходить для формування потрібного, наперед заданого, впливу Таким чином, для реалізації цього процесу треба виготовити кілька дорогих розрядних камер різного обсягу і, після тривалих послідовних експериментів, підібрати потрібний режим безпосередньо для роботи В основу винаходу поставлено завдання створити такі спосіб і пристрій для оцінки електрогідравлічного впливу на об'єкт обробки, які за рахунок визначення результатів впливу у будь-якій точці електророзрядної камери дозволяють скоротити час і трудовитрати на проведення досліджень Поставлене завдання розв'язується за рахунок того, що в способі оцінки електрогідравлічного впливу, переважно на рідкий об'єкт оброблення, що полягає в тому, що останній поміщають в електророзрядну камеру, б'ють на нього електричним імпульсом, беруть пробу і оцінюють одержаний результат, згідно з винаходом, визначають радіус R камери, а результат впливу для будь-якого обсягу рідини, незалежно від обсягу елекіророзрядноі камери, оцінюють за формулою Fb=Faxh3/H3, де Fa - вплив на об'єкт обробки в точці "а", Fb - вплив на об'єкт обробки в будь-якій точці "Ь", h - відстань від дна камери "склянкового" типу до горизонтальної осі уявної камери "кулястого" типу, Н - висота від центра камери "склянкового" типу, яка обмежена радіусом R уявної камери "кульового" типу Крім того, поставлене завдання вирішується за рахунок того, що в пристрої для оцінки електрогідравлічного впливу на об'єкт обробки, який містить електророзрядну камеру, виконану у вигляді закритого з одного боку порожнистого циліндра, і закріплену в ньому електродну систему, згідно з винаходом, внутрішню бічну поверхню електророзрядної камери обладнано пластинами, встановленими під кутом до горизонталі й розміщеними у верхній частини, а в нижній частині камеру обладнано пристроєм для розпилення повітря, при цьому електродну систему також закріплено в нижній частині камери На фіг 1 подано загальний вигляд запропонованого пристрою, на фіг 2 - показано співвідношення параметрів запропонованої камери та камери інших об'ємів Пристрій містить електророзрядну камеру 1, виконану у вигляді порожнистого циліндра, закритого знизу, яку обладнано вмонтованою в бічну стінку електродною системою 2 Остання являє собою коаксіально розташовані електроди, ізольовані один від одного від камери, і з'єднані з джерелом високої напруги (на фіг не показано) У нижній частині камери вмонтовано пристрій для 3 для розпилення повітря з ПІДВІДНОЮ магістраллю 4, вмонтований у й бічну поверхню БІЧНІ СТІНКИ верхньої частини камери обладнано пластинами 5, розміщеними під деяким кутом до горизонту й такими, що перешкоджають викидові рідини вгору (із камери), без виникнення додаткових навантажень на стінки камери Спосіб здійснюють таким чином Вимірюють внутрішній радіус (R) електророзрядної камери 1 Потім у камеру поміщають об'єкт, що зазнає впливу електричного розряду, наприклад, воду, яку потрібно піддати обробці Здійснюють один чи серію розрядів і відбирають пробу води, яку піддають хімічному аналізу, визначаючи потрібні показники (Fa) Далі можна визначити ступінь впливу електричного розряду даної потужності на об'єкт обробки в будь-якій точці електророзрядної камери будь-котрого об'єму Виходячи з кулястої форми стандартної камери й ослаблення впливу, що є пропорційним квадратові відстані, маємо 3 V=3/4nR3 (при де Fa і Fb - величини впливу на об'єкт обробки в точках а і b ВІДПОВІДНО, а - відстань до точки дослідної камери "склянкового" типу, в якій визначають ступінь впливу на об'єкт обробки, b - відстань до точки уявної камери "кулястого" типу, в якій необхідно визначити ступінь впливу на об'єкт обробки Об'єми камер "кулястого" типу визначаються зі співвідношення Vi=4,189h3, V2=4,189H3, де h - відстань від дна дослідної камери "склянкового" типа до горизонтальної осі уявної камери "кулястого" типу, Н - висота від центра дослідної камери "склянкового" типу, яка обмежена радіусом R уявної камери "кулястого" типу Різницю об'ємів камер "кулястого" типу можна виразити формулою UV=V2-Vi=4,189(H3-h3), а різницю об'ємів камер "склянкового" типу AVi=nri/4x(H-h) Тоді ДЛЯ камери "склянкового" типу величина впливу в точці b визначиться Fb=FaxAV/AVi, Fb=Fax4,189(H3-h3)/TTh2(H-h) Сума електрогідравлічного впливу по всьому кулястому об'ємі дорівнює jH 2 dh 49254 F -F Jh2dh ° -F jH 2 dh h h H Таким чином, вплив у будь-який точці камери "кулястого" типу визначається формулою Fb=Faxh3/H , де Fa і Fb — величини впливу на об'єкт обробки в точках а і b ВІДПОВІДНО, h - відстань від дна дослідної камери "склянкового" типа до горизонтальної осі уявної камери "кулястого" типу, Н - висота від центра дослідної камери "склянкового" типу, яка обмежена радіусом R уявної камери "кулястого" типу В деяких випадках необхідно одночасно з впливом на рідину імпульсним розрядом здійснювати насичення газоподібними речовинами Останні взаємодіють з іонами що утворилися внаслідок розкладання рідини під час розряду, і, в свою чергу утворіть сполуки, які підвищують ступінь впливу на мікроорганізми Це інтенсифікує процес обробки Запропоновані спосіб і пристрій дають можливість установлювати залежність між впливом на оброблюваний об'єкт електричного розряду в експериментальній камері склянкового типу и камері кулястого типу, а також визначати розрахункові значення виливів у різних точках експериментальної камери незалежно від и форми шшря Фіг 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71