当前课程知识点:大学物理——电磁学 > 第一章 静电场 > 1.8 场强积分法求电势 > 1.8.4 静电除尘
下面是关于静电除尘的问题
经济的高速发展
意味着人们将越来越多的矿物资源
转化为工业原材料和产品
同时将越来越多的废弃物抛向大自然
从工厂的烟囱中冒出的
滚滚浓烟中
就含有大量颗粒状粉尘
它们严重污染了环境
影响到作物的生长和人类的健康
静电除尘
是被人们公认的高效可靠的除尘技术
我们先在实验室内
模拟一下静电除尘的全过程
这是实验室模拟静电除尘的装置
烧杯当做烟囱
其中心轴线上悬挂着一根金属细丝
我们称之为电晕极
烟囱壁上有一个金属片用导线连接
我们称之为集电极
将这两个极和电源的正负两极相连
当烟囱里有烟的时候
为了效果明显 我们用
烧着的纸来产生烟
然后加上电压
看 烟就没有了
通了电以后
粉尘哪里去了呢
从静电除尘装置的结构可以看出
接通电以后
与正极相连的
集电极
与负极相连的电晕线之间
就建立了一个非均匀电场
电晕线周围电场最大
当实际电场强度
与空气的击穿电场相近时
空气发生电离
形成大量的正离子和自由电子
自由电子随电场向正的集电极飘移
在飘移的过程中
和尘埃中的中性分子
或颗粒发生碰撞
这些粉尘颗粒
吸附电子以后
就成了荷电粒子
这样就使原来中性的尘埃带上了负电
在电场的作用下
这些带负电的尘埃颗粒
继续向正极运动
并最后附着在集电极上
当尘埃积聚到一定程度时
通过振动装置
尘埃颗粒就落入灰斗中
这种结构也称
管式静电除尘器
生活中
电视机等电器附近的灰尘聚集
房间 楼道水暖气上方
墙壁的灰尘都是静电吸附
与这一原理相类似
若以R1和R2
分别表示电晕极与集电极的半径
L表示集电极圆筒高度
通常L为3到5米
R2为100到150毫米
故L远远大于R2
已知空气的击穿场强为Em
请计算出
管式静电除尘器的除尘电压
管式静电除尘器的
电晕极与集电极
可视为两个无限长
均匀带电的共轴圆柱面
设两圆柱面沿轴线方向
单位长度上的带电量
分别为λ1和λ2
用静电场的高斯定理
可求出在两圆柱面之间
距轴线任意距离
r处的P点的场强为
式中 er矢量为沿矢径的单位矢量
内外两极间电压的U
与电场强度E的关系为
积分后得到
将式2代入到式1中
由于电晕线附近即
r等于R1附近的电场强度最大
使它达到空气电离的最大电场强度
Em时
就可获得高压电源
必备的除尘电压
这里Em 为空气的击穿电场
若施加电压的 U
低于这个临界值时
则实现不了除尘的目的
采用除尘技术以后
从烟囱的排放物中
再也看不到浓黑的烟雾了
-大学物理绪论
--大学物理绪论
-电磁学引言
--电磁学引言
-1.1 库仑定律
-1.1 库仑定律
-1.2 电场 电场强度
--1.2.1 电场
-1.2 电场 电场强度——小测验
-1.3 电场强度的计算(1)
-1.3 电场强度的计算(1)——小测验
-第一章 静电场--WEEK1 作业
-1.3 电场强度的计算(2)
-1.3 电场强度的计算(2)——小测验
-1.4 电场线 电通量
-1.4 电场线 电通量——小测验
-1.5 静电场的高斯定理
-1.5 静电场的高斯定理——小测验
-1.6 利用高斯定理求静电场的分布
-1.6 利用高斯定理求静电场的分布——小测验
-第一章 静电场--WEEK2 作业
-1.7 静电场的环路定理 电势
--1.7.3 电势
-1.7 静电场的环路定理 电势——小测验
-1.8 场强积分法求电势
-1.8 场强积分法求电势——小测验
-1.9 电势叠加原理及电势的计算
-1.9 电势叠加原理及电势的计算——小测验
-1.10 等势面 电势梯度
-1.10 等势面 电势梯度——小测验
-1.11 静电场中的电偶极子
-1.11 静电场中的电偶极子——小测验
-第一章 静电场-- WEEK3 作业
-2.1 导体的静电平衡条件
-2.1 导体的静电平衡条件——小测验
-2.2 静电平衡时导体上电荷的分布
-2.2 静电平衡时导体上电荷的分布——小测验
-2.3 静电屏蔽
-2.3 静电屏蔽——小测验
-2.4 有导体存在时静电场量的计算
-2.4 有导体存在时静电场量的计算——小测验
-第二章 静电场中的导体和电介质--WEEK4 作业
-2.5 静电场中的电介质
-2.5 静电场中的电介质——小测验
-2.6 有电介质时的高斯定理
-2.6 有电介质时的高斯定理——小测验
-2.7 电容 电容器
-2.7 电容 电容器——小测验
-2.8 静电场的能量
-2.8 静电场的能量——小测验
-第二章 静电场中的导体和电介质--WEEK5 作业
-3.1 稳恒电流
-3.1 稳恒电流——小测验
-3.2 磁场 磁感应强度
--3.2.3磁感线
-3.3 毕奥—萨伐尔定律
-3.3 毕奥—萨伐尔定律——小测验
-第三章 稳恒磁场--WEEK6 作业
-3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理
-3.4 磁场的高斯定理和安培环路定理——小测验
-3.5 磁场对载流导线的作用
--3.5.1安培力
--3.5.5电磁炮
--3.5.6磁矩
--3.5.7磁力矩
-3.5 磁场对载流导线的作用——小测验
-3.6 磁场对运动电荷的作用
-3.6 磁场对运动电荷的作用——小测验
-第三章 稳恒磁场--WEEK7 作业
-3.7 磁场中的磁介质
-4.1 法拉第电磁感应定律
-4.1 法拉第电磁感应定律——小测验
-4.2 动生电动势
-4.2 动生电动势——小测验
-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK8 作业
-4.3 感生电动势及感生电场
-4.3 感生电动势及感生电场——小测验
-4.4 感生电动势例题
-4.4 感生电动势例题——小测验
-4.5 涡电流及电磁阻尼
-4.5 涡电流及电磁阻尼——小测验
-4.6 互感与自感
-4.6 互感与自感——小测验
-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK9 作业
-4.7 磁场的能量和能量密度
-4.7 磁场的能量和能量密度——小测验
-4.8 麦克斯韦方程组 电磁波
-4.8 麦克斯韦方程组 电磁波——小测验
-第四章 电磁感应 麦克斯韦方程组--WEEK10 作业





