Теплофизические процессы в барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом

Смирнова, Юлия Геннадьевна

Теплофизические процессы в барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Смирнова, Юлия Геннадьевна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Бишкек МЕСТО ЗАЩИТЫ

2006 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.14 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Теплофизические процессы в барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом»

Автореферат диссертации на тему "Теплофизические процессы в барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом"

На правах рукописи

Смирнова Юлия Геннадьевна

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В БАРЬЕРНО-ПОВЕРХНОСТНОМ РАЗРЯДЕ С КОРОНИРУЮЩИМ ЭЛЕКТРОДОМ

Специальность 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Бишкек 2006

Работа выполнена на кафедре экспериментальной, теоретической физики и теории обучения специальных дисциплин Иссык-Кульского Государственного университета и кафедре физики и микроэлектроники Кыргызско-Российского Славянского университета.

Научные руководители:

доктор физико-математических наук, профессор

Энгелынт Владимир Семенович

кандидат физико-математических наук, доцент

Токарев Андреан Валентинович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

Десятков Геннадий Александрович

доктор технических наук, профессор Мессерле Владимир Ефремович

Ведущая организация:

Институт физики Национальной Академии наук Кыргызской Республики

Защита состоится 22 декабря 2006 г. в 14 0 часов на заседании совета Д 730.001.05. при Кыргызско-Российском Славянском университете, 720000, Кыргызстан, Бишкек, ул. Киевская, 44.

С диссертаций можно ознакомиться в центральной научной библиотеке Кыргызско-Российского Славянского университета и на сайте http://www.krsu.edu.kg.

Автореферат разослан 20 ноября 2006 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, д.ф.-м.н., профессор

Кулумбаев Э.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы все больший интерес исследователей привлекает барьерно-поверхностный (скользящий барьерный) разряд, возникающий на границе газа и диэлектрического барьера. К достоинствам данного разряда относятся простота исполнения конструкций разрядной ячейки и высокий энергетический выход озона. Барьерно-поверхностный разряд был предложен С. Масудой (Япония) и независимо от него B.C. Энгель-штом (Кыргызстан) в 1982 г.

Разработка эффективных плазмохимических реакторов, построенных на основе барьерно-поверхностного разряда, базируется на оптимизации технических характеристик разрядного контура. Теплофизические и физико-химические процессы в барьерно-поверхностном разряде мало изучены и чаще всего не учитываются при усовершенствовании конструкций.

Работы по исследованию барьерно-поверхностного разряда развиваются в основном в двух направлениях: первое — это плазмохимический синтез (B.C. Самойлович, К.В. Козлов, В.И. Гибалов, С.Н. Ткаченко, Г. Питч, Ю.П. Пичугин, С. Масуда, У. Когельшатц, B.C. Энгельшт и др.); второе - это применение разряда в качестве плазменного электрода в газовых лазерах (П.Н. Дащук, A.B. Калинин, М.В. Козлов, Г.П. Кузьмин, И.М. Минаев, A.A. Рухадзе). Для развития этих направлений имеется обширный экспериментальный материал по электрическим и физическим характеристикам разряда, однако недостаточно исследований посвящено физическим механизмам формирования и развития барьерно-поверхностного разряда. Задача определения параметров плазмы барьерно-поверхностного разряда и создание оптимальных конструкций генераторов низкотемпературной плазмы затруднены значительным влиянием диэлектрических свойств барьера (толщины, диэлектрической проницаемости, удельных поверхностного и объемного сопротивлений, структуры материала и его химического состава) на характер образования и развития разряда. Результаты исследования характеристик разряда от свойств диэлектрика содержатся в работах Ю.В. Филиппова, М.В. Соколовой, Г. Питча, М.А. Багирова, Б.П. Малина, С.А. Абасова и др.

Имеются работы, посвященные исследованию процессов теплопередачи в барьерно-поверхностном разряде, в которых остаются открытыми вопросы, связанные с величиной коэффициента теплоотдачи от газа стенке. Теоретические модели, описывающие барьерно-поверхностный разряд, находятся в стадии развития.

В настоящее время актуальным вопросом является исследование теп-лофизических и физико-химических процессов, протекающих в барьерно-поверхностном разряде в диэлектрической трубке с коронирующим электродом, их зависимость от изменения расположения коронирующего электрода в

полости трубки, длины разрядной зоны, параметров коронирующего электрода, эффективного напряжения и расхода рабочего газа. Важным является разработка математической модели барьерно-поверхностного разряда для расчета динамических параметров разряда.

Цель работы — экспериментальное и теоретическое исследование электрических, теплофизических и плазмохимических процессов, протекающих в барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом; определение оптимальных параметров плазмохимического реактора для синтеза озона на основе барьерно-поверхностного разряда.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

- исследовать механизм возникновения и эволюции барьерно-поверхностного разряда с коронирующим электродом;

- изучить статические и динамические характеристики барьерного поверхностного разряда;

- установить влияние геометрических параметров разрядного узла на энергетические характеристики барьерно-поверхностного разряда и эффективность синтеза озона;

- определить особенности тепловых процессов, происходящих при горении барьерно-поверхностного разряда в диэлектрической трубке, и установить доли тепловой энергии, передаваемой от разряда газовому потоку и через диэлектрический барьер охлаждающей жидкости;

- разработать математическую модель барьерно-поверхностного разряда, позволяющую находить динамические характеристики разряда;

- оценить эффективность использования плазмохимического реактора на основе исследуемого разряда для озонирования растительных масел.

Научная новизна:

1. Впервые установлен механизм развития барьерно-поверхностного разряда с коронирующим электродом: коронный, поверхностный, объемный;

2. Выявлено, что одним из основных факторов, влияющих на электрические характеристики разряда, является динамическая емкость разряда, характеризующая заполнение плазмой поверхности диэлектрика;

3. Определены оптимальные геометрические параметры разрядного контура для эффективного электросинтеза озона;

4. Впервые определен тепловой баланс в разряде и установлены доли тепловой энергии, передаваемой от разряда газовому потоку и через диэлектрический барьер охлаждающей жидкости;

5. Выявлена первостепенная роль электрического ветра в теплообмене между плазмой и диэлектрической стенкой в барьерно-поверхностном разряде;

6. Разработана эвристическая модель барьерно-поверхностного разряда в диэлектрической трубке с коронирующим электродом, позволяющая находить распределение электрического поля на поверхности диэлектрика, рассчитывать напряжение зажигания и основные динамические характеристики разряда.

Практическая значимость:

Установлено, что барьерно-поверхностный разряд целесообразно вводить в диэлектрические теплообменники с целью интенсификации теплообмена электрическим ветром, который увеличивает коэффициент теплоотдачи от плазмы к диэлектрической стенке.

Разработана оптимальная конструкция плазмохимического реактора на барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом для энергетически выгодного электросинтеза озона.

Разработана эвристическая модель для расчета динамических характеристик барьерного и барьерно-поверхностного разрядов.

На защиту выносятся:

1. Механизм развития барьерно-поверхностного разряда в диэлектрической трубке с коронирующим электродом;

2. Статические и динамические вольтамперные и вольткулоновские характеристики барьерно-поверхностного разряда с коронирующим электродом;

3. Результаты расчета теплового баланса энергии, передаваемой от разряда газовому потоку и через диэлектрический барьер охлаждающей жидкости;

4. Механизм теплообмена в барьерно-поверхностном -разряде, определяющая роль в котором принадлежит электрическому ветру;

5. Эвристическая модель барьерно-поверхностного разряда, позволяющая определять напряженность поля на поверхности диэлектрика, напряжение зажигания разряда, длину стримера и динамические характеристики разряда;

6. Оптимизированная конструкция плазмохимического реактора для синтеза озона на основе барьерного поверхностного разряда с коронирующим электродом.

Апробация работы:

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международном научно-техническом симпозиуме «Образование через науку» (Бишкек 7-9 октября 2004 г.), 4 - Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (Иваново, Россия, 13-18 мая 2005 г.), Первой всероссийской конференции «Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии» (Москва, Россия, 6-9 июня 2005 г.), Научно-практической конференции посвященной Всемирному году физики (Каракол 17-18 июня 2005 г.), Республиканской научно-практической конференции «Физика в Кыргызстане: прошлое, настоящее и прогнозы» (Бишкек 21-22 октября 2005 г.), Международной научной конференции «Физика и физическое образование: достижения и перспективы развития» (Бишкек 7-9 сентября 2006 г.).

Основные положения диссертационной работы отражены в 11 печатных работах.

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, пяти глав, приложения, заключения и списка литературы из 161 наименования, содержит 103 страницы машинописного текста, включая 41 рисунок и 2 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована актуальность исследования барьерно-поверхностного разряда с коронирующим электродом, сформулированы цель, задачи диссертационной работы, ее научная новизна, практическая ценность полученных результатов и положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится обзор данных о классическом барьерном и барьерно-поверхностном разрядах и сопровождающих их физико-химических процессах. Описывается картина электрического пробоя разрядного промежутка, ход формирования и развития микроразрядов в барьерном разряде. Рассмотрен вопрос синтеза озона в электрических разрядах.

Во второй главе приведены принципиальная и электрическая схемы экспериментальной установки, основные методы исследования динамических, статических и тепловых характеристик барьерно-поверхностного разряда. Описаны методики определения концентрации озона.

Основной частью экспериментальной установки является разрядная ячейка (рис. 1), которая включает в себя диэлектрическую трубку (1) из поливинилхлорида, внутренним диаметром 10 мм, толщиной стенок 2,5 мм, длина трубки варьировалась от 0,3 до 12 м. Вдоль оси трубки прокачивается рабочий газ (кислород или воздух). Диэлектрическая трубка помещалась в герметичную металлическую ёмкость(2) с проточной водой. Подача (3) и отток (4) воды происходили через трубки, закрепленные на крышке емкости. Охлаждение трубки необходимо для предотвращения термического разложения озона в результате перегрева разрядной области. Внутрь диэлектрической трубки помещается коронирующий электрод (5) в

Рис. 1. Схема разрядной ячейки

форме спирали из нихромовой проволоки диаметром от 0,2 мм до 2 мм с заданным шагом. В экспериментах шаг коронирующего электрода варьировался от 0,15 см до 3 см.

Установка включает в себя блоки подачи рабочего газа и питания, включающего в себя регулирующий и высоковольтный трансформаторы. Первый регулирует переменное напряжение на первичной обмотке высоковольтного трансформатора. В экспериментах использовался высоковольтный трансформатор марки ТГ 1020К-У2, который имеет встроенный магнитный шунт, ограничивающий ток во вторичной цепи в пределах номинального. Блок питания позволяет подавать на коронирующий спиральный и индукционный электрод, роль которого выполняла вода, напряжение от 0,5 до 10 кВ частотой 50 Гц. Эффективные значения напряжения и тока регистрируются с помощью миллиамперметра и статического киловольтметра.

Рабочим газом являлись осушенный кислород или воздух. Осушка кислорода производилась до точки росы -40 °С при прохождении последнего через силикагель. Скорость потока кислорода регулировалась при помощи редукторов кислородного баллона от 0,2 л/мин до 2 л/мин.

Для регистрации динамических и статических электрических характеристик разряда применялся метод осциллографирования вольткулоновских и вольтамперных характеристик разряда.

Для проведения калориметрических измерений установка снабжалась входными и выходными датчиками температуры воды и кислорода. По известным температурам, расходам воды и кислорода, вложенной электрической мощности определялось распределение энергии, выводимой из озонатора потоком озоно-кислородной смеси и водой.

Приведены методы определения концентрации озона в газах, в частности, используемый в работе йодометрический метод.

Для определения химических показателей (кислотного, йодного, эфирного числа и числа омыления) озонированного подсолнечного масла использовались стандартные методики, применяемые в фармакопеи при анализе химических показателей растительных жиров.

В третьей главе описаны эволюция и форма развития барьерно-поверхностного разряда в диэлектрической трубке с коронирующим электродом, изложены результаты исследования статических и динамических вольт-амперных и вольткулоновских характеристик. Выявлено влияние параметров разрядного контура на электрические характеристики барьерно-поверхностного разряда. Установлены доли тепловой энергии, передаваемой от разряда газовому потоку и через диэлектрический барьер охлаждающей жидкости, оценена роль электрического ветра в процессе теплообмена.

Изучение визуальной картины разряда выявило, что время зажигания и свечение зависят от рабочего газа (кислород или воздух). На воздухе барьер-но-поверхностный разряд зажигается при эффективном напряжении около

1,8 кВ в виде белого свечения вокруг коронирующего электрода, которое со- .. ответствует свечению кислорода, так как энергия возбуждения у атомов кислорода меньше, чем у других элементов, входящих в состав воздуха. С повышением напряжения появляется сиреневый оттенок, принадлежащий атомам азота, которые достигают возбуждения и светятся в видимой области спектра.

В кислородной среде разряд становится заметным при напряжении 2 кВ, он характеризуется слабым белым свечением, которое с увеличением напряжения становится интенсивнее и плотнее, хотя оттенка не меняет.

В процессе эволюции формы разряда с повышением напряжения выделены три этапа. Первый разряд возникает в виде слабой короны вокруг проволоки (рис. 2, а). Второй с увеличением напряжения становятся различимы отдельные токовые каналы — стримеры, устремляющиеся к поверхности диэлектрика, вследствие чего разряд переходит в скользящую — поверхностную форму (рис. 2, б). Стремление стримеров к поверхности диэлектрика объясняется поляризацией диэлектрика, вследствие которой напряженность поля у его поверхности возрастает. На третьем этапе при напряжениях больше 7 кВ разряд покрывает не только поверхность трубки, но и распространяется в объеме трубки перпендикулярно ее поверхности (рис. 2, в), так как напряженность поля увеличивается не только у поверхности диэлектрической трубки, но и в ее внутренней полости, чему способствуют конструктивные особенности разрядной ячейки.

Разряд при приложении знакопеременного напряжения возникает дважды в период, причем его появление связано с достижением некоторого опреде-

Рис. 2. Последовательность развития барьерно-поверхностного разряда с коронирующим электродом при увеличении напряжения: а) 2,5 кВ; б) 5 кВ; в) 9 кВ.

ленного значения питающего напряжения, а погасание соответствует моменту, когда питающее напряжение проходит через экстремум.

Осциллограммы тока отстают от осциллограмм напряжения на интервал времени, равный полупериоду. Осциллограммы тока и напряжения имеют правильную синусоидальную форму при малых напряжениях, с увеличением напряжения синусоидальная форма кривых искажается, что соответствует наличию активного сопротивления в цепи барьерного разряда.

Циклограмма вольткулоновской характеристики соответствует одному периоду питающего напряжения. При низких напряжениях циклограмма имеет форму вытянутого эл-Ц,мкК липса (рис. 3, а). При на-

пряжениях больше 7 кВ циклограммы похожи на вольткулоновскую харак-и,кВтеристику классического барьерного разряда

(рис. 3,6) - параллелограмм.

Параллельность боковых сторон параллелограмма свидетельствует о постоянстве напряжения на разрядном промежутке озонатора во время существования разряда. Переход циклограмм в классическую форму связан с заполнением всей поверхности диэлектрика активной плазмой разряда и стабилизацией динамической емкости разрядной ячейки. Возрастание динамической емкости разрядной ячейки наблюдается после 1 кВ до некоторого максимального значения при иэф = 5 кВ, при напряжениях выше 5 кВ емкость не увеличивается (рис. 4).

При напряжениях до 1 кВ емкость озонатора равна емкости диэлектрических барьеров, после зажигания разряда плазма постепенно заполняет по-

Рис. 3. Вольткулоноская характеристика разряда: а) иэф = 6кВ; б) иэф = 10 кВ.

С нФ

2 4 6 8 и,кВ

Рис. 4. Зависимость динамической емкости С от эффективного напряжения.

верхность диэлектрика между витками спирали, что приводит к увеличению емкости. Когда вся поверхность диэлектрика покрывается слоем плазмы, емкость достигает максимального числового значения и стабилизируется.

Активная мощность разряда увеличивается вследствие роста активного тока. Полная мощность превышает активную мощность в 1,4 -г- 2,3 раза и увеличивается с напряжением.

Статическая вольтамперная характеристика барьерно-поверхностного разряда с коронирующим электродом характеризуется плавным возрастанием тока, что связано с увеличением количества и длины микроразрядов, которые приводят к увеличению проводящего слоя на поверхности диэлектрика и в объеме диэлектрической трубки. Определенное влияние на поведение вольт-амперной характеристики имеют ток проводимости и соответствующие диэлектрические потери. Увеличение длины диэлектрической трубки приводит к увеличению длины реакционной зоны, количеству реализовавшихся микроразрядов и, следовательно, активного тока и мощности разряда.

Изменение диаметра проволоки спирали незначительно сказывается на токе и мощности разряда, числовые значения колеблются в пределах погрешности измерений (±0,05).

Электрический ток увеличивается с напряжением, так как увеличивается количество микроразрядов и, как следствие, область, занятая проводящим слоем. На уменьшение тока влияет длина проволочного электрода, чем

меньше шаг, тем больше длина проводника тока (рис. 5, где ПП - прямой провод).

Исследования зависимости электрического тока разряда от расположения коронирующего электрода в полости трубки - при непосредственном контакте электрода с внутренней поверхностью трубки и при наличии среднего зазора между трубкой и электродом в 1 мм показали, что, в первом случае электрический ток выше на всех рассматриваемых длинах диэлектрической трубки. В этом случае межэлектродное расстояние равно толщине диэлектрика и напряженность электрического поля у поверхности диэлектрика больше, что

Рис. 5. Зависимость электрического тока разряда от шага коронирующего электрода.

способствует развитию более мощных микроразрядов при одном и том же напряжении питания.

Установлено, что напряжение горения разряда иг для овальных циклограмм является величиной переменой, а для циклограмм, соотносящимися с классическими, напряжение горения остается величиной постоянной. Рост напряжения горения с эффективным напряжением объясняется увеличением размеров и величиной стримерных каналов, развивающихся от одноименно заряженных ветвей спирали. Вследствие роста напряженности электрического поля возрастает электрическая сила, требующая большее напряжение для поддержания горения разряда.

Активная мощность разряда с изменением шага коронирующего электрода проходит через экстремум, приходящийся на шаг спирали Б = 1,5 см, на этот же шаг приходится максимальная концентрация озона при остальных фиксированных параметрах.

На напряжение горения и активную мощность разряда увеличение расхода кислорода не оказывает значительного влияния, однако общая тенденция к уменьшению напряжения горения и активной мощности разряда с ростом расхода кислорода наблюдается. Увеличение расхода газа в 20 раз уменьшает напряжение горения на 13 16 %, а активную мощность на 10 %.

Исследования распределения температурного поля в системе, показали, что тепловая энергия, выделяющаяся в зоне разряда, повышает температуру газа, и тепло через цилиндрическую стенку передается охлаждающей воде.

Перепады температур газа и стенки определяются конвективным теплообменом и тепловым потоком, проходящим через цилиндрическую стенку за счет теплопроводности. Эффективность теплообмена в значительной степени определяется коэффициентами теплопроводности X барьера и теплоотдачи а от газового потока к стенке. Степень нагрева озоно-кислородной смеси зависит от времени пребывания в разрядной зоне. Тепловая энергия, выносимая газовым потоком из озонатора, определяется по формуле:

б, =К-р-суЦ/Дг,

где V - расход кислорода, р-плотность кислорода, Д1 - разность температур кислорода на ходе и на выводе из озонатора, ср - удельная теплоемкость кислорода, Ах — время проведения измерения.

Синтез озона сопровождается эндотермическими реакциями, учитываемыми формулой

02 =гУС,

где г — теплота образования озона равная 3 МДж/кг, С — концентрация озона.

Расчет показывает, что для всех расходов газа доля выносимой мощно- „ .. сти Q} составляет около 3% от активной мощности в разряде Макт=140Вт. Мощность б2, поглощаемая в эндотермических химических реакциях, направленных на синтез озона, также составляет около 3% от активной мощности. Часть подводимой мощности передается тепловым потоком через стенку коаксиального цилиндра охлаждающей воде теплопроводностью. Этот поток вычисляется по формуле:

«I

где / - длина трубки, Л1стс.нки - перепад температур в стенке трубки, с^ -внешний и внутренний диаметр трубки.

Так как коэффициент теплоотдачи от воды к стенке в 60 - 100 раз превосходит коэффициент теплоотдачи от газа к стенке, то температуру наружной части стенки можно принять за температуру охлаждающей воды. Зная эту температуру и температуру кислорода на выходе из озонатора, можно определить коэффициент теплоотдачи а из закона Ньютона-Рихмана.

Сравнивая значения коэффициента теплоотдачи при наличии разряда и в его отсутствии (см. рис. 6), установили, что коэффициент теплоотдачи при наличии разряда в 4-6 раз больше, чем в его отсутствии во всем диапазоне рассматриваемых расходов газа.

Анализируя разницу в поведении коэффициентов теплоотдачи (величина которого определяется режимом течения газа), приходим к выводу о совместном влиянии на процесс теплоотдачи электрического ветра (возникающего в близи коронирующего электрода) и продольного движения газа. Вычисленное значение скорости электрического ветра для газа и гладкой поверхности составляет 6— 7 м/с. Продольная скорость движения газа оп-0 0 5 | 15 2 2 5 РеДеляется сечением

трубки и объемным рас-Рис. 6. Зависимость коэффициента теплоотдачи а от ходом газа, в экспери-расхода газа. 1 - с разрядом; ментах она находилась в

2 - в отсутствие разряда. интервале 0,021-0,42 м/с

Встречные газодинамические потоки, от соседних витков коронирующего электрода, взаи-

40 т-

а, Вт/м 'К

20 п

V, л/мин |

модействуя формируют систему тороидальных вихрей, характерные размеры которых определяются шагом коронирующего электрода и внутренним диаметром трубки. Частота вращения вихрей изменяется с увеличением расхода газа и составляет 400-460 Гц.

При отсутствии в системе электрического ветра для создания того же теплового потока через стенку к охлаждающей воде потребовался бы в 4 - 6 более высокий перепад температур между стенкой и газом. Расчет показывает, что при этом температура газа внутри трубки составляет 60-73 °С. При этой температуре синтез озона полностью прекращается.

В четвертой главе приведены характеристики синтеза озона в барьер-но-поверхностном разряде на кислороде. Исследовано влияние параметров разрядного узла на генерацию озона. Приведена оценка энергетической эффективности синтеза озона при варьировании параметров барьерно-поверхностного разряда.

Показано, что с увеличением времени синтеза концентрация озона растет, зависимость проходит через максимум, который сдвигается влево с увеличением расхода кислорода. Через 20 минут работы озонатора для всех расходов кислорода концентрация озона стабилизируется.

Быстрый рост концентрации озона на начальных участках зависимостей определяется скоростью наработки озона и установлением равновесия между реакциями образования и разложения озона. Незначительное уменьшение концентрации вызвано прогревом внутренней поверхности диэлектрического барьера 0 2 4 6 8 10 и увеличением доли тер-Рис. 7. Зависимость концентрации озона от длины мического разложения, разрядной зоны при расходах кислорода: Концентрация озона с 1 - 1 л/мин; 2 - 0,4 л/мин; 3 - 0,2 л/мин. увеличением длины реакционной зоны, которая определяется длиной диэлектрической трубки, проходит через максимум, приходящийся на длину 5 метров (рис. 7), что связано с процессами образования и разложения озона. С увеличением длины диэлектрической трубки растет мощность и ток разряда, а также время пребывания газа в разряде и до определенной длины (5 м) это увеличение сказывается положительно на синтезе озона. Затем начинает преобладать процесс разложения, определяемый

120

двумя факторами: 1 - все больший процент наработанного озона попадает в зону микроразрядов, где происходит его деструкция; 2 — увеличивается температура внутри разрядной области, приводящая к термическому разложению озона.

Зависимость концентрации озона от диаметра проволоки коронирую-щего электрода проходит через максимум, приходящийся на с1 = 0,8 мм.

При варьировании шага навивки коронирующего электрода Б концентрация озона проходит через пик на шаге Э = 1,5 см при напряжении и = 10 кВ (рис. 8).

При малых шагах Б концентрация озона меньше из-за ограничения разрядной области в результате наложения полей соседних витков спирали. При увеличении межэлектродного расстояния Б влияние полей уменьшается, длина микроразрядов увеличивается, что ведет к росту концентрации. При шагах спирали порядка 1,5 см влияние полей становится незначительным, и формируются каналы микроразря-

S,cm, ПП

Рис. 8. Зависимость концентрации озона от шага спирали при расходах кислорода: 1 - 1 л/мин; 2 - 0,6 л/мин; 3 - 0,2 л/мин.

дов, размеры которых оптимальны для электросинтеза. Так как синтез озона эффективно происходит в лавинах, а не в каналах мощных стримеров, то спад концентрации, вероятно, связан с развитием мощных каналов стримеров, без ограничения области их распространения интерференцией полей.

При проведении плазмохимических реакций (Энгельшт B.C., Нашни-цин Ю.И.) создают дополнительное электрическое поле, направленное по отношению к основному встречно. Это предотвращает появление стримеров и способствует повышению устойчивости процесса и снижению энергозатрат. В диэлектрической трубке с коронирующим электродом в виде спирали это преимущество обеспечивается тем, что встречные поля создаются витками спирали. Напряженность поля максимальна у поверхности проводника, с удалением напряженность убывает. При малом межвитковом расстоянии влияние электрических полей соседних витков коронирующего электрода значительно и встречные поля не позволяют развиваться лавинам и стримерам, ограничивая сферу их распространения. Увеличение шага коронирующего электрода, определяет оптимальный размер микроразрядов.

Исследуя процесс синтеза озона при различных положениях корони-рующего электрода, выявили, что при полном контакте спирали с поверхностью трубки концентрация озона выше, чем при наличии зазора, что связано с активной мощностью разряда в том и другом случае.

Для барьерно-поверхностного разряда с коронирующим электродом энергозатраты на синтез озона увеличиваются с уменьшением расхода газа и с увели_______ чением длины реакционной

<3, кВт-час/кг 03

• 5=0,15см,Уг=0,2л/мин

• Б=1,5см,Уг=0,2л/мин

■ 5=Зсм,Уг=0,2л/мин

■ Б=0,15см,Уг=1 л/мин

■ 5=1,5см,Уг=1 л/мин

зоны. При длине разрядной зоны до 5 метров увеличение энергозатрат незначительно, общий разброс приходится на область от 3,5 -М2 (±0,5) кВтчас/кг03. При длине больше 5 м энергозатраты резко возрастают, достигая 80 кВтчас/кг03. Зависимости энергозатрат от напряжения для различных шагов навивки коронирующего электрода приведены на рис. 9, минимум энергозатрат наблюдается при напряжениях близких к 6 кВ.

2 4 6 8 и,кВ

Рис. 9. Зависимость энергозатрат на синтез озона от напряжения для различных шагов спирали и расходах газа

В пятой главе разработана эвристическая модель барьерно-поверхностного разряда, которая позволяет находить распределение электрического поля на поверхности диэлектрика, напряжение зажигания разряда, длину микроразрядов, динамические характеристики разряда.

Сложность нахождения электрического поля в барьерно-поверхност-ном разряде заключается в наличие неоднородной диэлектрической среды (воздух - поливинилхлорид). Для его нахождения, использовался способ графического построения силовых линий по методу Максвелла и метод зеркального изображения зарядов. Строятся электрические поля двух точечных зарядов, силовые линии которых выходят из центра по радиусам. Пересекаясь в пространстве, они образуют сетку четырехугольных ячеек, большая диагональ которых равна геометрической сумме напряженности электрических полей. Соединяя соответственные углы ячеек сетки, получаем картину результирующего электрического поля.

По построенным силовым линиям результирующего электрического поля строятся эквипотенциальные поверхности, где максимальным потенциалом, условно принятым за единицу, обладает эквипотенциальная поверхность точечного заряда. Если величина зарядов, создающих поле, одинаковая, то на половине расстояния между зарядами будет проходить эквипотенциальная

поверхность с нулевым потенциалом. Согласно методу зеркального изображения зарядов ее можно заменить проводящей плоскостью с тем же потенциалом. Получаем систему: заряд - проводящая плоскость. Помещая между зарядом и плоскостью диэлектрик, получаем неоднородную среду, где силовые линии переходят из одной диэлектрической среды - воздуха с диэлектрической проницаемостью £1 = 1 в другую среду - поливинилхлорид с е2 = 4, изменяют свою длину.

Определение напряженности электрического поля вдоль силовых линий и на поверхности диэлектрика.

Основываясь на том, что электрические силовые линии соответствуют путям, вдоль которых стал бы двигаться электрический заряд в электрическом поле, можно сделать вывод о равноправии всех возможных силовых линий и применении к ним одного решения. Для этого использовалось решение (Райзер Ю.П.) для нахождения напряженности электрического поля одиночного провода, над плоскостью, вдоль прямой линии в виде:

£(,)=-U--•

w лг - ln(2. X. / г>

где U - напряжение, г —радиус проволочного электрода 0,4 мм, s — расстояние вдоль силовой линии от центра электрода до рассматриваемой точки. L - расстояние вдоль силовой линии от центра электрода до проводя-шей плоскости.

Силовые линии поля, переходя из воздуха в диэлектрик, пересекают его поверхность в точках, характеризующихся расстоянием X вдоль поверхности диэлектрика, измеряемого от центра заряда. Напряженность поля E(s) в этих точках раскладывается на нормальную Енор и тангенциальную Е^ составляющие.

Тангенциальная составляющая направлена вдоль поверхности диэлектрика, поэтому она является определяющей при распространении разряда по поверхности диэлектрика. Из рис. 10 видно, что тангенциальная составляющая принимает максимальное значение при расстоянии на поверхности диэлектрика, равном радиусу электрода г, что позволяет сделать вывод о том, что именно в этой точке разряд переходит на поверхность диэлектрика.

Определение напряжения зажигания разряда и линейных размеров .микроразрядов.

Для зажигания коронного разряда необходимо напряжение, при котором напряженность поля у поверхности коронирующего электрода больше, чем определяющееся эмпирической формулой Пика. Так как напряженность поля у поверхности диэлектрика из-за перераспределения напряжения возрастает в е2 раз, то для зажигания разряда требуется напряженность электрического поля в е2 раза меньшая, чем определяемая из формулы Пика. Для рассматриваемого разряда числовое значение минимальной напряженности поля равно 18,7кВ/см, что соответствует напряжению 1,8 кВ, вычисляемому из

предыдущей формулы, которое и является напряжением зажигания разряда.

По результатам наблюдений определялась максимальная величина разрядного канала, которая достигает 0,5 - 0,6 см при пиковом напряжении 14,1 кВ. Из рассчитанного распределения напряженности электрического поля для и=14,1кВ, минимальное 1 значение напряженности, при котором длина отрезка X соответствует экспериментально определенной длине стримера равной 0,6 см, соответствует значению Ет;п = 4 кВ/см. Это значение принято за минимальную напряженность, до которой может распространяться стример при заданном напряжении. Зависимость длины стримера от напряжения приведена на рис. 11.

Рис. 10. Распределение и ее составляющих.

напряженности поля

0,6 Т

2 4 6 8 10 Рис. 11. Зависимость длины стримера от напряжения.

Расчет динамических характеристик разряда.

Напряженность поля определялась для изменения напряжения в полупериоде, пиковое значение которого составляет и0 ~ 14,1 кВ. Привязка напряжения ко времени в периоде осуществляется из уравнения синусоиды.

Электрический ток барьерно-поверхностного ^ 14 разряда обуславливается динамической емкостью С, которая пропорциональна дли-

не микроразряда. Начальная емкость зависит от длины проволочного электрода.

Процесс протекания электрического тока условно разделяют на две стадии (Рухадзе A.A.). Первая стадия описывает электрический ток стримера, вторая стадия описывает ток смещения. Физический смысл второго слагаемого заключается в том, что возникающий в первой стадии стример образует токовый канал, который способствует прохождению микроразряда в

этом же месте в следующий полупериод. Это подтверждается экспериментальными данными, микроразряды чаще всего возникают на одних и тех же местах. Из-за высокой скорости развития поверхностного разряда порядка 106 см/с (Козлов К.В.), электрический ток первой стадии характеризуется быстрым нарастанием, определяя электрический ток во второй стадии, вычисляемый из соотношения:

I(t)= C(dlJ/dt) = -С U0 со cos cot = -С U0 со cos cot

Расчет взаимовлияния соседних витков коронирующего электрода.

Каждый виток коронирующего электрода создает поле рассчитанной выше напряженности. Интенсивность поля становится незначительно!! на расстоянии Х>0,8 см (из рис. 10), и поля, создаваемые соседними витками, не оказывают влияние друг на друга при расстоянии между ними большем 2-Х, что соответствует шагу спирали 1,6 см. Если расстояние между соседними витками меньше 2-Х, то поля, гасят друг друга. На рис. 12 представлены поля двух соседних витков на расстоянии 0,2 см (левые) и 1 см (правые).

Рис. 12. Диаграммы электрических полей соседних витков коронирующего электрода для шага 0,2 см (левые) и 1 см (правые): без учета влияния (1); с учетом (2)

Верхние графики показывают электрические поля, создаваемые каждым из витков в отдельности без влияния соседнего, нижние графики отражают результирующие поля с учетом влияния. При малых шагах спирали помимо значительного уменьшения напряженности поля и длины стримера, искажается и форма поля. С увеличением шага спирали электрический ток разряда снижается, что связано с уменьшением длины проволочного электрода. При шаге спирали в 1 см на 1 метр диэлектрической трубки приходится 2,9 м проволоки, при шаге 0,2 см длина проволоки равна 11,2 м и ток увеличивается в 1,5 раза. Рассчитанное по модели влияние шага спирали показывает, что с увеличением длины проволоки, без учета тока стримеров, ток увеличивается в 3,8 раза. В результате наложения полей и ограничения длины стримеров при малых шагах спирали ток уменьшается в 2,9 раз, результирующее увеличение происходит в 1,3 раза, что близко к экспериментальному значению.

В приложение приводятся результаты и особенности процесса озонирования растительного подсолнечного масла на установке с барьерно-поверхностным разрядом. Исследуются химические показатели (кислотное, йодное, эфирное числа, рН и число омыления) озонированного и эталонного растительного подсолнечного масла.

Основные результаты работы:

1. Установлен трехступенчатый механизм в развитии барьерного поверхностного разряда с коронирующим электродом. Разряд зажигается в виде короны на проволоке около и = 2 кВ. При напряжении и = 3 кВ разряд приобретает поверхностную форму, переход к которой объясняется повышением напряженности поля у поверхности диэлектрика вследствие его поляризации. При напряжениях больше 7 кВ у разряда фиксируется объемная форма, что связано с конструктивными особенностями разрядной ячейки.

2. Показано, что основным фактором, влияющим на статические и динамические характеристики барьерно-поверхностного разряда, является динамическая емкость разряда, которая растет с напряжением, достигая насыщения. Изменение динамической емкости влияет на изменение формы вольт-кулоновских характеристик от овальной до параллелограмма и отражается на напряжении горения разряда.

3. Определено, что для конструирования энергетически эффективного плазмохимического реактора на барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом необходимо, чтобы длина реакционной зоны не превышала 5 метров, шаг навивки коронирующего электрода 1,5 см, диаметр проволоки <1 ~ 0,8 мм. Усовершенствованная конструкция позволяет получать концентрации озона не менее 150 г/см3, при наработке около 5 г/час и энергозатратах в пределах 10 кВт-ч/кг Оз.

4. Рассчитанный тепловой баланс в разряде показал, что 94 % подводимой мощности передается через диэлектрический барьер охлаждающей

жидкости, 3 % выводится из системы проходящим газовым потоком, оставь шиеся 3 % - энергия эндотермических реакций образования озона. Интенсивный теплообмен в рассматриваемой конструкции происходит за счет электрического ветра (скоростью 6-7 м/с), возникающего в зоне разряда у корони-рующего электрода. За счет турбулизации газа электрическим ветром происходит увеличение коэффициента теплопередачи в 6 раз в сравнении с ламинарным течением газа.

5. Разработана эвристическая модель барьерно-поверхностного разряда в диэлектрической трубке с коронирующим электродом, которая позволяет находить распределение электрического поля на поверхности диэлектрика, напряжение зажигания разряда, длину микроразрядов, основные динамические характеристики разряда, а также интерференцию полей создаваемых соседними витками коронирующего электрода.

6. Определен комплекс химических показателей озонированного подсолнечного масла. Установлено, что при озонировании йодное число подсолнечного масла уменьшается в 1,5 раза, кислотное число увеличивается в 2 раза, эфирное число и число омыления увеличиваются в 4 раза, значение рН не изменялось. При хранении все показатели уменьшаются за исключением числа омыления, которое ежемесячно увеличивается в 0,6 раза.

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах:

1. Смирнова Ю.Г., Боромбаев М.К Генерация озона в барьерно-поверх-ностном разряде в диэлектрической трубке с металлической спиралью // Материалы международного научно-технического симпозиума «Образование через науку».- Кыргызский Технический университет. - Бишкек. -

2004. — Т.1. — С. 572-576.

2. Смирнова Ю.Г. Барьерно-поверхностный разряд в диэлектрической трубке с металлической спиралью // Вестник Иссык-Кульского Государственного университета. -2005. -№.13. - С. 44-53.

3. Смирнова Ю.Г. Барьерно-поверхностный разряд в диэлектрической трубке с металлической спиралью // Сборник трудов 4-го Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Ивановский гос. хим.-технол. университет. — Иваново, 2005. — Т.2. — С. 642-646.

4. Смирнова Ю.Г. Озонатор на основе барьерно-поверхностного разряда в диэлектрической трубке с металлической спиралью// Материалы первой всероссийской конференции «Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии». - Москва: Изд-во «Книжный дом университет». -

2005. - С. 139 (приложение в электронном варианте 6 с.)

5. Асанова Г.К., Смирнова Ю.Г. Профилактика и лечение болезней желудочно-кишечного тракта озонированным маслом // Материалы первой всероссийской конференции «Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и

технологии». - Москва: Изд-во «Книжный дом университет». -2005. - С. 204 (приложение в электронном варианте 6 с.)

6. Смирнова Ю.Г. Влияние параметров барьерно-поверхностного разряда на наработку озона // Вестник Кыргызского Национального университета,

2005. - сер. 3. - Вып. 3. - С. 54-57.

7. Смирнова Ю.Г Влияние расположения спирали на разряд в диэлектрической трубке // Вестник Иссык-Кульского Государственного университета. —

2006.-№.15 .-С. 38-42.

8. Смирнова Ю.Г. Влияние шага спирали на разряд в диэлектрической трубке// Вестник Иссык-Кульского Государственного университета. — 2006. -№ 15.-С. 35-38.

9. Смирнова Ю.Г., Энгелъшт B.C. Определение параметров барьерно-поверхностного разряда с помощью эвристической модели // Тезисы международной научной конференции «Физика и физическое образование: достижения и перспективы развития». - Бишкек. - 2006. - С. 46.

10. Смирнова Ю.Г, Токарев A.B., Юданов В.А., Энгелыит B.C. Особенности теплообмена в озонаторе на поверхностном разряде // Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета. - 2006. - Т. 6. - № 5. — С. 143-147.

11. Смирнова Ю. Г, Энгелъшт В. С. Определение параметров барьерно-поверхностного разряда с помощью эвристической модели // Вестник Кыргызского Национального университета. - 2006. - Вып. 5. — С. 48-53.

Подписано в печать 16.11.2006. Формат 60><84 '/|6 Офсетная печать. Объем 1,5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ 339.

Отпечатано в типографии КРСУ 720000, г. Бишкек, ул. Шопокова, 68

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Смирнова, Юлия Геннадьевна

Введение

Глава 1. Барьерно- поверхностный разряд и его применение для синтеза озона

1.1 Классический барьерный разряд

1.2 Барьерно - поверхностный разряд

1.3 Образование озона в электрических разрядах

1.4 Синтез озона в барьерном и барьерно-поверхностном разряде

1.5 Применение озона в медицине 23 Выводы

Глава 2. Экспериментальная установка и методы исследования

2.1 Экспериментальная установка

2.2 Исследование динамических и статических характеристик разряда

2.3 Определение тепловых параметров разряда

2.4 Определение концентрации озона в газах

2.5 Измерение химических показателей растительных жиров 36 Выводы

Глава 3. Энергетические характеристики барьерно-поверхностного разряда с коронирующим электродом

3.1 Последовательность развития формы разряда

3.2 Динамические характеристики разряда

3.3 Статические вольт - амперные характеристики

3.4 Влияние параметров разрядного узла на энергетические характеристики разряда 46 3.5. Теплофизические процессы в разряде 52 3.5.1. Тепловой баланс в разряде

3.5.2. Определение коэффициента теплоотдачи от газа к стенке диэлектрика

3.5.3 Роль электрического ветра в теплообмене разряда

Выводы

Глава 4. Синтез озона в барьерно - поверхностном разряде с коронирующим электродом 60 4.1 Общие кинетические зависимости электросинтеза озона из кислорода

4.2. Влияние длины реакционной зоны

4.3. Зависимость синтеза озона от геометрических параметров коронирующего электрода

4.4. Электросинтез при различных расположениях спирали внутри трубки

4.5. Эффективность синтеза озона в барьерно-поверхностном разряде 66 Выводы

Глава 5. Эвристическая модель барьерно-поверхностного разряда

5.1 Нахождение напряженности электрического поля

5.1.1 Графическое построение силовых линий по методу Максвелла

5.1.2 Использование метода зеркальных изображений

5.1.3 Расчет напряженности поля вдоль силовых линий 75 5 Л .4 Расчет напряженности поля на поверхности диэлектрика

5.2 Определение напряжения зажигания и длины стримера

5.3 Расчет динамических характеристик разряда

5.4 Расчет взаимовлияния соседних витков коронирующего электрода 82 Выводы 85 Приложение. Применение барьерно - поверхностного разряда с коронирующим электродом для озонирования растительных масел

Введение диссертация по физике, на тему "Теплофизические процессы в барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом"

Барьерно-поверхностный разряд, скользящий на разделе газовой и диэлектрической фазы - один из наиболее перспективных видов газового разряда, нашедших применение в разных областях жизнедеятельности человека (промышленности, медицине, сельском хозяйстве) [1-10]. Барьерно-поверхностный разряд как новый вид разряда был предложен С. Массудой ' (Япония) [11] и B.C. Энгельштом (Кыргызстан) [12]. Барьерно-поверхностный разряд, как и его основа, классический барьерный разряд, не рассматриваются в фундаментальных работах, посвященных физике газового разряда. Это объясняется не только его относительной новизной, но и сложностью в исследовании. Имеющиеся работы по исследованию и применению барьерно-поверхностного разряда можно разделить на два основных направления. Первое направление - это плазмохимический синтез, перешло к нему от классического барьерного разряда [13,14]. Второе связано с применением разряда в качестве плазменного электрода в газовых лазерах. Плазменные электроды обеспечивают непосредственное возбуждение активных сред в лазерах с полосковой формой пучка излучения [15-20]. Для развития обоих направлений имеется большой экспериментальный материал по электрическим и физическим характеристикам разряда, однако отсутствие единства представлений по физике развития и формирования поверхностного разряда затрудняет задачу определения параметров плазмы и создание оптимальных конструкций. Одна из трудностей связана со значительным влиянием свойств диэлектрика (толщины, диэлектрической проницаемости, удельных поверхностных и объемного сопротивления, структуры материала и его химического состава) на характер развития разряда. Результаты исследования, зависимости характеристик разряда от тех или иных свойств диэлектрика содержатся в работах [21-25], однако зависимости представленные в работах не всегда однозначны и изменяются для каждой стадии развития разряда.

Конструкции на барьерно-поверхностном разряде постоянно усовершенствуются и предлагаются новые варианты, однако большинство из них основано на модернизации и усовершенствовании чисто технических характеристиках разрядного контура. Внутренние теплофизические и физико-химические процессы в разряде остаются в стороне, и не учитываются при оптимизации, что, прежде всего, связано с недостатком экспериментальных и теоретических исследований этих процессов. Имеется небольшое количество работ [25,26] посвященных исследованию температурных процессов в барьерном разряде, где также остаются открытыми вопросы, связанные с теплообменом в разряде. Работы по исследованию теплофизики барьерно-поверхностного разряда встречаются еще реже. Несколько лучше обстоит дело с численным моделированием разрядных процессов [25,27-29]. При разработке численных моделей основным является нахождение распределения поля на поверхности диэлектрика, что само по себе представляет уже сложную задачу, так как рассматривается неоднородная среда (газ-диэлектрик). Для вычисления поля в воздушном зазоре над диэлектриком и на поверхности диэлектрика в ряде работ решается плоская задача Дирихле для двумерного уравнения Лапласа [30,31]. Находя напряженность электрического поля, и рассчитывая тангенциальную и нормальную составляющие, авторы не всегда связывают их с динамическими характеристиками разряда. Тогда как фаза распространения разряда по поверхности диэлектрической подложки, в виде линейных токовых каналов, приводит к появлению и разрастанию на ней проводящего слоя плазмы, изменяющего емкость всей системы, в момент протекания разряда. Процесс протекания электрического тока в разряде авторы [27] разделяют на две стадии. Первая стадия описывает ток стримера, который может рассматриваться как активный проводник тока, где потенциал коронирующего электрода практически без изменения переносится в головную часть микроразряда. Вторая стадия описывает ток смещения, который возникает после прохождения микроразряда. В работе [28] авторами предложена численная модель барьерно-поверхностного разряда, описывающая нахождение распределения напряженности поля и расчет первой стадии процесса - протекание стримерного тока. Актуальность работы

С учетом выше изложенного актуальным вопросом является исследование теплофизических и физико-химических процессов, сопровождающих барьерно-поверхностный разряд в диэлектрической трубке с коронирующим электродом. Руководствуясь тем, что на сегодняшний день не сложилось единой системы взглядов на механизм барьерно-поверхностного разряда и описание его сложной внутренней структуры, необходимо провести комплекс экспериментальных и теоретических исследований эволюции разряда, его энергетических и электрических характеристик, установить процесс теплопередачи и теплообмена в разряде.

Для наиболее высокого энергетического выхода озона большое значение имеет поиск оптимальных геометрических параметров разрядного узла. В связи с чем, целесообразно изучить процесс синтеза озона в барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом в зависимости от изменения расположения коронирующего электрода в полости трубки, длины разрядной зоны, параметров коронирующего электрода, эффективного значения напряжения и расхода рабочего газа. Нахождение связи между током разряда и приложенной разностью потенциалов в зависимости от геометрии разрядного промежутка является сложной задачей. Вместе с тем знание вольтамперной и вольткулоновской характеристик необходимы для расчета мощности потребляемой разрядом и наблюдения за динамикой плазмы в разряде. Из-за отсутствия теоретического описания разрядных процессов, важным является разработка такой теоретической модели барьерно-поверхностного разряда, которая позволит рассчитывать динамические параметры разряда.

Цель работы - экспериментальное и теоретическое исследование электрических, теплофизических и плазмохимических процессов, протекающих в барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом; определение оптимальных параметров плазмохимического реактора для синтеза озона на основе барьерно-поверхностного разряда.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

- исследовать механизм возникновения и эволюции барьерно-поверхностного разряда с коронирующим электродом;

- изучить статические и динамические характеристики барьерного поверхностного разряда;

-установить влияние геометрических параметров разрядного узла на энергетические характеристики барьерно-поверхностного разряда и эффективность синтеза озона;

-определить особенности тепловых процессов, происходящих при горении барьерно-поверхностного разряда в диэлектрической трубке, и установить доли тепловой энергии, передаваемой от разряда газовому потоку и через диэлектрический барьер охлаждающей жидкости;

- разработать теоретическую модель барьерно-поверхностного разряда, позволяющую находить динамические характеристики разряда;

Научная новизна:

5. Выявлена первостепенная роль электрического ветра в теплообмене 7 между плазмой и диэлектрической стенкой в барьерно-поверхностном разряде;

Практическая значимость:

На защиту выносятся:

1. Механизм развития барьерно-поверхностного разряда в диэлектрической трубке с коронирующим электродом;

4. Механизм теплообмена в барьерно-поверхностном разряде, определяющая роль в котором принадлежит электрическому ветру;

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы отражены в 11 печатных работах.

Структура и объем диссертации:

Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

Выводы

1. Предложенная эвристическая модель барьерно-поверхностного разряда дает возможность находить распределение напряженности поля вдоль силовых линий напряженности, без применения уравнения Лапласа, решение которого вызывает сложности при переходе к неоднородной среде. Модель позволяет находить тангенциальную и нормальную составляющие напряженности поля.

2. Из анализа распределения составляющих поля видно, что определяющую роль при распределение разряда на поверхности диэлектрика имеет тангенциальная составляющая. Тангенциальная составляющая имеет максимум, приходящийся на расстояние равное радиусу коронирующего электрода, что позволяет сделать вывод о том, что именно в этой точке разряд переходит на поверхность и переходит от стадии коронного разряда к стадии поверхностного.

3. С использованием модели рассчитывается ток разряда, динамическая емкость, напряжение зажигания, длина стримеров, а также рассчитывать результирующее поле при интерференции электрических полей соседних электродов (одноименно заряженных витков спирали).

4. Распределение электрического поля, при малых межэлектродных расстояниях показало, что помимо значительного уменьшения напряженности результирующего электрического поля и длины стримера, искажается и форма поля. Расчеты показали, что с увеличением длины проволоки, без учета тока стримеров, разрядный ток увеличивается в 3,8 раз. Вследствие, наложения полей и ограничения длины стримеров при малых шагах спирали ток уменьшается в 2,9 раз, результирующее увеличение происходит в 1,3 раза, что близко экспериментальному значению 1,5 раза.

5. Значение тока, рассчитанные по модели, отличаются от значений полученных в экспериментах в 1,5 раза. Вероятно, что расхождения главным образом, обусловлены тем, что в представленной экспериментальной ячейке, разряд распространяется не только по поверхности диэлектрической подложки, но и в объеме трубки. Рассчитанный же по модели ток, учитывает ток тех микроразрядов, которые распространяются только по поверхности диэлектрика. В этом отношении модель требует дальнейшей доработки и усовершенствования.

6. Эвристическая модель может быть применима для других конфигураций барьерного и барьерно-поверхностно разрядов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлен трехступенчатый механизм в развитии барьерного поверхностного разряда с коронирующим электродом. Разряд зажигается в виде короны на проволоке около U = 2 кВ. При напряжении U = 3 кВ разряд приобретает поверхностную форму, переход к которой объясняется повышением напряженности поля у поверхности диэлектрика вследствие его поляризации. При напряжениях больше 7 кВ у разряда фиксируется объемная форма, что связано с конструктивными особенностями разрядной ячейки.

2. Показано, что основным фактором, влияющим на статические и динамические характеристики барьерно-поверхностного разряда, является динамическая емкость разряда, которая растет с напряжением, достигая насыщения. Изменение динамической емкости влияет на изменение формы вольткулоновских характеристик от овальной до параллелограмма и отражается на напряжении горения разряда.

3. Определено, что для конструирования энергетически эффективного плазмохимического реактора на барьерно-поверхностном разряде с коронирующим электродом необходимо, чтобы длина реакционной зоны не превышала 5 метров, шаг навивки коронирующего электрода 1,5 см, диаметр проволоки d ~ 0,8 мм. Усовершенствованная конструкция позволяет

•у получать концентрации озона не менее 150 г/см , при наработке около 5 г/час и энергозатратах в пределах 10 кВт-ч/кг Оз.

4. Рассчитанный тепловой баланс в разряде показал, что 94 % подводимой мощности передается через диэлектрический барьер охлаждающей жидкости, 3 % выводится из системы проходящим газовым потоком, оставшиеся 3 % - энергия эндотермических реакций образования озона. Интенсивный теплообмен в рассматриваемой конструкции происходит за счет электрического ветра (скоростью 6-7 м/с), возникающего в зоне разряда у коронирующего электрода. За счет турбулизации газа электрическим ветром происходит увеличение коэффициента теплопередачи в 6 раз в сравнении с ламинарным течением газа.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Смирнова, Юлия Геннадьевна, Бишкек

1. Баранов В.Ю., Борисов В.М., Степанов Ю.Ю. Электроразрядные эксимерные лазеры на галогенидах инертных газов. - М.: Энергоатомиздат,1988. - 216 с.

2. А.с. 1600564 СССР, МКИ Н01Т1/20. Способ получения сегнетоэлектрических пленок на диэлектрической подложке/О.А. Журавлев, А.В. Кислецов, А.П. Кусочек.-№4495814; заявлено 11.07.88.

3. Виттеман В. С02 лазер. //Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. -30 с.

4. Газовые лазеры: Пер. с англ./ под ред. И.Мак-Даниеля и У.Нигэна М.: Мир, 1986.-552 с.

5. Андреев С.И., Белоусова И.М., Дашук П.Н. и др. Плазмолистовой СО -лазер//Квантовая электродинамика. 1976. - Т.З. - № 8.-С.1721-1725.

6. Козлов М.В.// Исследование высокочастотного поверхностного разряда с целью повышения эффективности работы электротехнических установок: Автореф.дисс.кан.тех.наук .М.,1993.

7. Дащук П.Н. Скользящий разряд по поверхности диэлектрика и его применение при создании электрофизических устройств// Тез. Докл. II Всес. совещ. по физике электрич. пробоя газов, -Тарту, 1984. С.58-62.

8. А.с. 1627506 СССР, МКИ СОЮ 13/11.Озонатор / В.С.Энгелыит, Л.Т. Ларкина Ю.И. Нашницын (СССР).-№4402172/26. Опубл. 15.02.91. Бюл.№6

9. Энгельшт B.C. Озонатор. Патент России № 17544647, 15.04.92. Бюл.№30, 15.08.92. Перерегистрация 20.05.93

10. Вашков В.И. Антимикробные средства и методы дезинфекции при инфекционных заболеваниях. М.: Медицина, 1977. - 296 с.

11. Masuda S., Kiss Е. On streamer discharges in ceramic based ozoniser using high frequency Surface discharge. // Electrostatics 87, Oxford, 8-1 O.April, 1987. C. 243-248.

12. A.c. 1564113 СССР, МКИ COIB13/11.Озонатор / В.С.Энгельшт, Л.Т. Ларкина Ю.И. Нашницын (СССР).-№4402171/23. Опубл. 15.05.90. Бюл.№18.

13. Филиппов Ю.В., Вобликова В.А., Пантелеев В.И. Электросинтез озона.- М.: МГУ, 1987.-236с.

14. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. -М.: МГУ, 1998.-480с.

15. Брынзалов П.П., Зикрин Б.О., Карлов Н.В. и др Азотный лазер на основе скользящего по поверхности диэлектрика разряда/ЛСвантовая электроника. -1980. Т.15. №10.С.1971-1973.

16. Atanasov P.A., Serafetinides A.A. TEA GAS Lasers excited by a sliding discharge along the surface of a dielectric//Optics communications-1991. Vol.72. №6. P.356-360.

17. Калинин А.В., Козлов M.B., Понюшкин В.В.// Экспериментальное исследование характеристик высокочастотного поверхностного разряда//Изв.АН.: Энергетика, 1993. №4. С.45-51.

18. Masuda S. Industrial Applications of Electrostatics//Journal of electrostrostatics. 1981. Vol.10. P. 1-14.

19. Верещагин И.П., Громовой В.Б., Калинин А.Б. Вольтамперные характеристики внешней зоны высокочастотного поверхностного заряда //Тез.док.4 Всео. конф. «Применение электронной-ионной технологии в народном хозяйстве», Москва, 1991.С. 155-156.

20. Абросимов Г.В., Клоповский К.С., Польский М.М. Исследование характеристик скользящего разряда и его использование для объемной фотоионизации газовых сред//Тез.док.2Всес.совещ.по физике электрического пробоя газов. Тарту, 1984.С.420-422.

21. Дащук П.Н. Незавершенный скользящий разряд по поверхности диэлектрика// Тез. Докл. VII конф. по физике газового разряда. Самара, 1994. С.29-31.

22. Дащук П.Н. Характеристики незавершенного скользящего разряда в воздухе при Р=105 Па// Письма в ЖТФ. 1993. Т. 19. №18 С.21-25.

23. Соколова М.В., Питч Г.//Мат. Всерос конф. «Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технология». Материалы 23-го Всероссийского семинара. М.: МГУ, 2002 С.91.

24. Верещагин И.П., Громовой В.Б. и др Вольтамперные характеристики внешней зоны высокочастотного поверхностного разряда// Тез. Докл. IV Всес. Конф. «Применение электронной-ионной технологии в народном хозяйстве». М.: 1991.С. 155-156.

25. Самойлович В. Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. Физическая химия барьерного разряда. М.: МГУ, 1989. -176с.

26. Дащук П.Н., Зинченко А.К., Меркулова Т.Г. Об изменениях газовой температуры и концентрации электронов в канале незавершенной стадии скользящего разряда//ЖТФ. 1978. Т.48. №8 С. 1613-1616.

27. Кузьмин Г.П., Минаев И.М., Рухадзе А.А.Обтекание вязким потоком газа плазменного листа образованного скользящим разрядом //ТВТ.2002.Т.40.№З.С.515-524.

28. Дащук П.Н., Чичтов Е.К. Некоторые осбенности распределения электрического поля в системахформирования скользящего разряда//ЖТФ. 1979.Т.49.№6.С. 1241 -1243.

29. Стреттон Дж.А. Теория электромагнетизма. -М.: ОГИЗ,1948. -540с.

30. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1977.-735с.

31. Simens // Pogg.Ann. 1857.Vol. 102.Р.66.

32. Frolich E. //Ztschr. Elektrochem. 1891 .Bd. 12. P. 340.

33. Козобоев В.И., Семиохин А.А., Пицхелаурин E.H. Кинетика и катализ//1960.Т.8.С.81.

34. Hackenjos E. Pat.(DDR). 1277218,1969.

35. LowtherF.E.Pat.(U.S.)3784838,1974;3836786,1974;3875035,1975;3891561,1975;3899682,1975;3919064,1975;3903426,1975;3954586,1975;3984 697,1976;3966474,1976;3996122,1976;4016060,1977;4038165,1977.

36. Накамура X. Пат. 5379911 ЦЯпония), 1978

37. Артамонов В.Г., Баранов С.С., Семенов В.И. и др.// Тез.док.II Всесоюз. Конф.по озону, -Москва, 1978. С.68.

38. Танабэ X. Пат. 53-799112 (Япония),1978.

39. Sokolova M.V.//XIII Int. Conf. on Phen. In Ion. Gases. Berlin, 1977.P 715.

40. Sokolova M.V.//III Ind. Symp.jn High Voltagge Eng. Milan, 1979. P.53.11.

41. Филиппов Ю.В., Вендилло В.П.// Жур. Физ.хим.1959.Т.ЗЗ. С.2538.

42. Багиров М.А., Малин Б.П., Абасов С.А. Воздействие электрических разрядов на полимерные диэлектрики//Мат конф. -Баку, 1975.

43. Kogelschatz U., Eliasson В., Egli W. "Dielectric barrier discharges -principle and applications"//J.Physique. 1997. V.IV.C4. P.47-66.

44. Eliasson В., Kogelschatz U. "Modeling and Applications of Silent Discharge Plasmas"// IEEE Trans.on Plasma Science. 1991.V.19. No.2. P.309-323.

45. Козлов K.B. "Неорганический и органический синтез в барьерном разряде " В кн .«Энциклопедия низкотемпературной плазмы . Вводный том1..» под ред. В .Е. Фортова. -Москва .:Наука,2000С .422-428.

46. Bagirov М.А., Nuraliev N.A., Kurbanov М.А. "Discharge in air gap between dielectrics, and number of partial discharges".// Sov. Phys.-Tech. Phys. 1972.1. V.17. P.495-498.

47. Hirth M., Kogelschatz U., Eliasson B. "The structure of the microdischarges in ozonizers and their influence on the reaction kinetics "./^Proc. 6 th Int. Symp. on Plasma Chem., Montreal, Canada. 1983.V.3. P.663-668.

48. Eliasson В., Hirth M., Kogelschatz U. "Ozone synthesis from oxygen in dielectric barrier discharges"//. Phys.D: Appl. Phys. 1987. V.20. P.1421-1437.

49. Heuser C., Pietsch G. "Pre-breakdown phenomena between glass-glass and metal-glass electrodes "//Proc.6 th Int. Conf. on Gas Discharges and their

50. Applications, Edinburgh, UK. 1980. P.98-101.

51. Heuser C. "Zur Ozonerzeugung in Elektrischen Gasentladungen'V/Thesis RWTH Aachen, Germany 1985.

52. Kozlov K.V., Shepeliuk O.S., Samoilovich V.G. "Spatio-temporal evolution of the dielectric barrierdischarge channels in air at atmospheric pressure.//Proc.l 1 th Int. Conf. on Gas Discharges and theirApplications, Tokyo, Japan. 1995. V.2. P.142-145.

53. Kozlov K.V., Shepeliuk O.S., Monyakin A.P., Dobryakov V.V., Samoilovich V.G. "Experimentalstudy of statistical behavior of separate microdischarges in air-fed ozonizer"//Proc. Annual Congressof the Polish Chem. Soc., -Lublin, Poland. 1995. P.79-83.

54. Шепелюк О.С.//Пространственно -временная структура микроразряда в озонаторе и её роль в процессе синтеза озона из воздуха. Дисс. канд. хим. наук., Москва. 1999.

55. Kozlov K.V., Wagner Н.Е., Brandenburg R., Michel P. Spatio-temporally resolved spectroscopic diagnostics of the barrier discharge in air at atmospheric pressure//. J. Phys.D: Appl. Phys. 2001.V.34. P.3164-3176.

56. Wagner H.-E., Brandenburg R., Kozlov K.V., Sonnenfeld A., Michel P., Behnke J.F. The barrierdischarge: basic properties and applications to surface treatment// Vacuum. 2003. V.71. P.417-436.

57. Brandenburg R. Raumlich und zeitlich aufgeloste spektroskopische untersuchungen anfilamentierten und diffused Barrierenentladungen.//Thesis EMAU Greifswald, Germany. 2004.

58. Brandenburg R., Wagner H.E., Morozov A.M., Kozlov K.V. Axial and radial development ofmicrodischarges of barrier discharges in N2/02 mixtures at atmospheric pressure// J. Phys. D: Appl.Phys. 2005.

59. Kozlov K.V. Physical models of the microdischarge in an ozonizer: classification, analysis, andcomparison with the reality// Proc. 7 Int. Symp. on High Pressure Low Temp. Plasma Chem.,Greifswald, -Germany. 2000. ISBN 300-006603-9. V.2. P.292-298.

60. Kozlov K.V. Mechanism of the barrier discharge and it's chemical activity in air// Proc. 3 Int.Symp. on Theoretical and Applied Plasma Chem., Russia. 2002. ISBN 5-230-01566-7. V.l. P.14-21.

61. Klemens A.K., Hintenberg H., Hofer H. Ztschr. // Elektrochem. 1937. Bd. 43. S. 708.

62. Филиппов Ю.В., Емельянов Ю.М.// Журн. физ. хим.1957.Т.31.С.896.

63. Емельянов Ю.М., Филиппов Ю.В. // Журн. физ. хим. 1957. Т. 31. С . 1628.

64. Филиппов Ю.В., Емельянов Ю.М. // Журн. физ. хим. 1958. Т. 32. С .2817.

65. Емельянов Ю.М., Филиппов Ю.В. // Журн. физ. хим. 1959. Т. 33. С. 1042.

66. Филиппов Ю.В., Емельянов Ю.М. // Журн. физ. хим. 1959. Т.33. С. 1780.

67. Емельянов Ю.М., Филиппов Ю.В. // Журн. физ. хим. 1960. Т.34. С . 2841.

68. Ястребов В.В.//Журн. физ. хим. 1960. Т. 34. С. 2393.

69. Самойлович В.Г., Филиппов Ю.В. // Журн. физ. хим. 1961. Т. 35. С. 201.

70. Вендилло В.П., Филиппов Ю.В. // Журн. физ. хим. 1962. Т. 36. С. 2658.

71. Дмитриев А.В. // Изв. ЛЭТИ. 1962, №47. С.370.

72. Вобликова В.А., Филиппов Ю.В., Вендилло В.П. // Журн. физ. хим. 1981. Т. 55. с . 3068.

73. Филиппов Ю.В., Емельянов Ю.М., Семиохин И.А. Современные проблемы физической химии// Москва, 1968. Т.2. С.92.

74. Самойлович В.Г., Попович М.П., Емельянов Ю.М., Филиппов Ю.В.//Ж.физ.хим. 1965 г. Т39, №12.С.3092.

75. Самойлович В.Г., Попович М.П., Емельянов Ю.М., Филиппов Ю.В.//Ж.физ.хим. 1966 г. Т40, №3.C.531.

76. Вендило В.П., Филиппов Ю.В.//Ж.физ.хим.1962 г. Т36, №9.С.2058.

77. Monley T.//Trans. Electroch. Soc. 1944. V.84. P.83.

78. Курбанов М.А.//Электрический разряд в воздушном зазоре, ограниченном диэлектриками. Автореф. дисс. канд. физ-.мат.наук. Баку, 1974.

79. Masuda S. et.all. A ceramic-based ozoniser using high frequency discharge //IEEE Trans. Ind. Appl.l988.V.24. №2 P. 223-231.

80. Разумовский С.Д. Кислород элементарные формы и свойства. -М.: Химия, 1979.-304 с.

81. Корабельников А.И., Аксенова С.В., Корабельникова И.А. Методика проведения исследований бактериологического действия озона// Тез. Конф. «Новые технологии в хирургии», -Н.Новгород, 1999.С.62-64.

82. Караффа-Корбутт В.В. Озон и его применение в промышленности и санитории. -С-Пб.:Образование,1912, -100с.

83. Данилов А.Д., Кароль И.Л. Атмосферный озон сенсация и реальность. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 120 с.

84. Шевченко М.А., Лизунов В.В. Технология обработки воды. К.:1. Будивэльнык, 1980.- 116с.

85. Шевченко М.А., Таран П.Н., Гончарук В.В. Очистка природных и сточных вод от пестицидов. J1.: Химия, 1989. - 184с.

86. Кожинов В.Ф., Кожинов И.В. Озонирование воды. М.: Стройиздат, 1974. - 160с.

87. Хабаров О.С. Безреагентная очистка сточных вод. М.: Металлургия, 1982.- 152с.

88. Орлов В.А. Озонирование воды. М.: Стройиздат, 1984. - 88с.

89. Дезинфицирующие средства / Составители И.Г. Сыркина, Г.С. Ульянкина и В.И. Абрамова. М.: ВНИИ ТЭХИМ. 1986. - 90 с.

90. Кривопишин И.П. Озон в промышленном птицеводстве.- М.: Росагропромиздат, 1988. 175с.

91. Косенз Н.В. Электроозонирование воздушной среды животноводческих помещений. Зерноград: ВНИПТИ МЭСХ, 1990. -127с.

92. Козлов М.Н., Филимонов Е.В. Доочистка и обеззараживание сточных вод озоном. Обзорная информация. М.: Институт экономики жилищно-коммунального хозяйства АКХ им. К.Д. Памфилова. 1991. -94с.

93. Фомин Г.С., Ческис К.Б. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. М.: Геликон, 1992. - 392с.

94. Скадченко О.Е., Вендилло В.П. Филиппов Ю.Ф. // Вестн. Моск. ун-та. Сер.2. Химия, 1972. №5. С. 594.

95. Вендилло В.П., РусанюкВ.Н., Скадченко О.Е. и др.// Деп. ВИНИТИ. №24 от 9 января 1974. С. 56.

96. Biner Е. Bui. //Soc. Chim. 1948. Bd. S.l.

97. Volman D.H. //Chem. Phys. 1953. Vol. 21. P.2086.

98. Герович M.A., Каганович P.И., Мезинов Ю.А. и др. // Докл. АН СССР. 1961. Т.137.С.1402

99. Lash E.I., Horubeck R.D., Putmen G.L. // J.Eleotrochem. Soc. 1951. Vol.98. P.134.

100. Hunt J.K. J. Amer. Soc. Chim. 1949. Vol. 51. P. 30.

101. Brewer A.K., Westhawer J.W. // J. Phys. Chem. 1950. Vol.34. P. 1280.

102. Goltman R.W., Mac-Pherson H.G.// Ind. Hyg. Toxicol. 1958. 20. P.465.

103. Briner E., Desbaillets J., Hofer H. // Helv. Chim. Acta. 1940. T.23. P.323.

104. Городецкий Г.А. // Журн. Физ. хим. 1939. Т.12. С.1637.

105. Бородин И.Ф., Першин А.Ф., Евдосеева А.Ю., Федоров А.В. Перспективы использования коронного разряда в сельскохозяйственных электроозонирующих установках. // Сборник научных трудов МИИСП. М.: МИИСП, 1989. С. 3-9.

106. Першин А.Ф., Федорова А.В. Озонаторы коронного разряда в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. // Третий международный конгресс «Вода: экология и технология», -ECWATECH-98, Москва, 1998, С. 671-672.

107. Амиров Р.Х., Асиновский Э.И., Самойлов И.С., Шепелин А.В. Синтез озона в наносекундном коронном разряде. // Материалы 8 Всесоюзной конференции «Физика низкотемпературной плазмы», -Минск, 1991. Ч. З.С. 91.

108. Амиров Р.Х. Самойлов И.С., Шепелин А.В. Синтез озона и разложение фомальдегида в импульсной короне. // Материалы конференции «Физика и техника плазмы». -Минск, 1994. С. 321.

109. Корбцев С.В., Медведев Д.Д., Ширяевский B.JI. Энегосберегающие озонаторы на основе импульсного коронного разряда. // Третий международный конгресс «Вода: экология и технология» -ECWATECH-98, Москва, 1998, С. 659.

110. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука. 1987. - 510с.

111. Sugimitsu H., Okazaki S.//J. Chim. Phys. 1982.Vol.79,№ 9.P. 655-660.

112. Sugimitsu H.,Moriwaki Т., Okazaki S.//J. Chim. Phys. 1983.Vol. 80, №8. P. 681-684.

113. Eliasson B. Electrical discharge in oxygen. Part l:Basic data; rate coefficient and cross section. BBC Report, Baden, 1985.

114. Кондратьев B.H., Никитин E.E. Кинематика и механизм газофазных реакций. М.:МГУ, 1974.

115. Воронина В.И., Самойлович В.Г., Гибалов В.И.// Ж.физ.хим. 1985.Т59, №6.С1492.

116. Drimal J., Gibalov V.I., Samoilowich V.G.//Czech. J. Phys., 1987. V. B.37 P.641.

117. Гибалов В.И.//Ж.физ.хим. 1994.T68, №5.C.926.

118. Гибалов В.И., Питч Г.//Ж.физ.хим. 1994.Т68, №6.С.1130.

119. Masuda S., Akutsu К., Inone J. et all//Ceramic-based ozonizer using high freguency discharge,Proc. IEEE/IAS, 1985,Annual Conf., Toronto, Canada, P. 1353.

120. Masuda S., Koizumi S., Inone J. et all//Production of ozone by surface and glow discharge at cryogenic temperatures, Proc. IEEE/IAS, 1986,Annual Conf., Denuer, USA, P.2335.

121. Рябов C.B., Бояринов Г.А. Исторически аспекты развития озонотерапии //Тр. Конф. «Озон и методы эффективной терапии в медицине», -Н.Новгород,2000.С. 12.

122. Алехина С.П., Щербатюк Т.Г., Озонотерапия: клинические и экспериментальные аспекты. -Н.Новгород.: Литера 2003. -204с

123. Das medizinische Ozon/ Heidlberg, 1982.

124. Bocci V. Ozone as a bioregulator. Pharmacology and toxicology of ozoneterapy tobay. Venecia. 1997

125. Масленников O.B., Конторщикова K.H. Озонотерапия. Внутренние болезни. Н.Новгород.:Вектор-Тис, 2003. -132с.

126. Змызгова А.В., Максимов В.А. Клинические аспекты озонотерапии.

127. М.: НПЦ озонотерапия.2003. -286 с.

128. Густов А.В., Котов С.А. Озонотерапия в невролгии. Н.Новгород.: Литера, 1999.-180с.

129. Масленников О.В., Конторщикова К.Н. Озонотерапия. Внутренние болезни. Н.Новгород.:Вектор-Тис, 2003. -132с.

130. Конторщикова К.Н. //Перекисное окисление липидов при коррекции гипоксических состояний физико-химическими факторами . Автореф. дисс. докт. биолог, наук. С-Пб, 1992.

131. Булынин В.И., Глухов А.А., Глянцев В.П. Методы санации Брюшной полости при терминальном перитоните с использованием гидропрессивного потока озонированного раствора.// Сб. тр. «Актуль. пробл. хирур», Ростов-на-Дону, 1998, С. 135.

132. Ефименко Н.А., Черняховская Н.Е. Озонотерапия в хирургической клинике. М.: РМАПО, 2001. -147с.

133. Корабельщиков А.И., Аксенова С.В. Озон в лечении разлитого гнойного перитонита, Новгород,1997.С. 108.

134. Корабельщиков А.И., Апсатаров Э.А., Оспанов А. Озон в комплексном лечении перитонита, Новгород, 1999. С.224.

135. Сибельдина Л.Д., Мамыкин Э.М., Зуев В.В., Применение озона в специализации медицинского инструмента//Тр. Конф., -Н.Новгород, 1998. С. 176-177.

136. Вебер В.Р., Корабельников А.И., Пешехонов С.Г. Использование озона в лечении язвенной болезни и стерилизации эндоскопического инструмента// Тр. Конф., -Н.Новгород,2000.С.66-67.

137. Энгелыит B.C., Ларкина Л.Т./Озонатор. Патент КР.№39 .1996г

138. Смирнова Ю.Г. Барьерно поверхностный разряд в диэлектрической трубке с металлической спиралью// Вестник ИГУ. Каракол. 2005. №.13. С. 44-53.

139. Смирнова Ю.Г. Электрические характеристики барьерно-поверхностного разряда в диэлектрической трубке с металлическойспиралью//Сб. труд. Молод, учен. КР. 2006г

140. Иодометрический метод измерения концентрации озона. Инструкция Р5 P-J11- 83 Ангарского филиала ОК Б А.

141. Государственная фармокопия СССР//Москва. Медицина. 1968.-1080с.

142. Боромбаев М.К., Шаршембиев К., Энгельшт В.С.Барьерно-поверхностный разряд на двухжильном проводе // Вестник КРСУ. Бишкек. 2003.Т. 2. № 2 .С.53-58.

143. Смирнова Ю.Г. Барьерно поверхностный разряд в диэлектрической трубке с металлической спиралью// Сборник трудов 4-го Междун. Сим. по теор. и пр. плазмохимии. Ивановский гос. хим.-технол. университет, -Иваново, 2005.Т.2.С. 642-646.

144. Энгельшт B.C., Ларькина Л.Т., Нашницин Ю. И./Способ проведения плазменно химических реакций. /А.С. СССР № 1563317, 8.01.1990.

145. Смирнова Ю.Г. Влияние расположения спирали на разряд в диэлектрической трубке// Вестник ИГУ. Каракол. 2006.№.15 .С.38-42.

146. Смирнова Ю.Г. Влияние шага спирали на разряд в диэлектрической трубке// Вестник ИГУ. Каракол. 2006. №.15. С.35-38.

147. Смирнова Ю.Г. , Энгельшт B.C. Определение параметров барьерно-поверхностного разряда с помощью эвристической модели// Тез. Междунар. научной конф. «Физика и физическое образование: достижения и перспективы развития», Бишкек. 2006, С.

148. Смирнова Ю.Г., Энгельшт В.С.Определение параметров барьерно-поверхностного разряда с помощью эвристической модели.// Вестник КНУ. Бишкек. 2006, 6с.

149. Путилов К.А. Курс физики. Т.2. Москва. Физико-математическойлитературы. 1959.

150. Калашников С.Г. Электричество. Москва: Наука. 1977.

151. Смирнова Ю.Г., Токарев А.В., Юданов В.А., Энгельшт B.C. Особенности теплообмена в озонаторе на поверхностном разряде// Вестник КРСУ. Бишкек. 2006. Т. 6. №.5. С.143-147

152. КухлингК. Справочник по физике. -М.: Мир. 1985.

153. Смирнова Ю.Г.Влияние параметров барьерно-поверхностного разряда на наработку озона//Вестник КНУ. Бишкек .2005. С. 54-57.

154. Richter R., Pietsch G. / INVESTIGATION OF OZONE GENERATION ON DIELECTRIC SURFACES/ ISPC-12. August 1995. vol. 2. P. 575-580

155. Смирнова Ю.Г., Боромбаев M.K. Генерация озона в барьерно-поверхностном разряде в диэлектрической трубке с металлической спиралью//Мат. Междунар. научно-тех. Симп. «Образование через науку», -Бишкек. КТУ. 2004. Т.1.С.572-576.

156. Энгельшт B.C., Ларькина Л.Т., Нашницин Ю. И./Способ проведения плазменно химических реакций. А.С. СССР № 1563317, 8.01.1990.

157. Токарев А.В. //Определение характеристик коронного факельного разряда как источника получения озона. Автореферат дис. кан. физ.-мат. наук., Бишкек 2000.