Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Интенсификация теплообмена воздушных конденсаторов 10
1.1 Классификация конденсаторов холодильных установок 10
1.2 Интенсивность теплообмена в воздушных конденсаторах 12
1.3 Методы интенсификации теплообмена в конденсаторах холодильных установок 15
1.4 Теплообмен и конструкции конденсаторов бытовых холодильников с естественной конвекцией 32
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I 3 8
ГЛАВА II. Техника и методы экспериментальных исследований 40
2Л Программа проведения экспериментов 40
2.2 Разработка экспериментального стенда для определения рациональных геометрических и режимных параметров ЭГД-устройств 42
2.3 Исследование вольтамперных характеристик ЭГД-устройства 45
2.4 Исследование скорости воздушного потока, создаваемого единичным игольчатым элементом 47
2.5 Разработка экспериментального стенда для исследования теплообмена конденсатора бытового холодильника 49
2.5.1 Объект экспериментальных исследований 49
2.5.2 Разработка стенда для исследования процесса теплообмена конденсатора бытового холодильника на базе компьютеризированной системы мониторинга 53
2.6 Термометрия и теплометрия объекта исследования и контроль
относительной влажности воздуха 63
2.7 Методика определения энергетических показателей работы бытового холодильника 67
2.8 Определение коэффициентов критериальных уравнений теплообмена конденсатора бытового холодильника 69
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II 70
ГЛАВА III. Резульаты исследования процесса теплообмена конденсатора бытового холодильника при использовании электроконвекции 72
3.1 Исследование вольтам перных характеристик ЭГД-устройства 72
3.2 Исследование скорости воздушного потока, создаваемого единичным игольчатым элементом генерирующего электрода 75
3.3 Исследование поля скоростей, создаваемого единичным игольчаты элементом генерирующего электрода ЭГД-устройства 78
3.4 Исследование температуры теплообменной поверхности конденсатора бытового холодильника 83
3.5 Исследование плотности теплового потока с теплообменной поверхности конденсатора бытового холодильника 88
3.6 Исследование коэффициента теплоотдачи конденсатора
бытового холодильника 94
3.7 Исследование энергетических параметров работы бытового холодильника при различных способах охлаждения конденсатора 100
3.8 Критериальные уравнения теплообмена конденсатора бытового холодильника 106
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III 108
ГЛАВА IV. Прикладные результаты исследования 110
4.1 Конструктивные особенности ЭГД-устроЙства 110
4.2 Конструктивное оформление бытового холодильного прибора с ЭГД-устройством для интенсификации процесса теплообмена конденсатора 115
4.3 Рациональное расположение ЭГД-устройств относительно теплообменных поверхностей 120
4.4 Практические рекомендации по работе с ЭГД-устройством - 123
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV 125
Основные результаты и выводы 127
Принятые сокращения 128
Список литературных источников
- Интенсивность теплообмена в воздушных конденсаторах
- Исследование вольтамперных характеристик ЭГД-устройства
- Исследование скорости воздушного потока, создаваемого единичным игольчатым элементом генерирующего электрода
- Рациональное расположение ЭГД-устройств относительно теплообменных поверхностей
Введение к работе
Актуальность проблемы. Высокая стоимость энергетических ресурсов в настоящее время является основным фактором, который приходится учитывать при оценке эффективности машин и аппаратов холодильной техники и технологии. Сокращение энергопотребления является одной из основных задач развития современной холодильной техники. В связи с этим, развитие холодильной техники направлено на разработку и внедрение способов повышения интенсивности процессов, протекающих в теплообменных аппаратах.
Одним из основных факторов, определяющих энергозатраты при эксплуатации малых холодильных машин (производство бытовых холодильников в РФ по данным Госкомстата за 2001 год составило 1,7 млн. единиц), является процесс теплообмена между поверхностью аппарата и окружающей средой, где сосредоточено наибольшее термическое сопротивление (до 80%). При этом режим работы холодильной машины также во многом определяется интенсивностью теплообмена, протекающего в воздушном конденсаторе холодильной машины, следовательно, повышение эффективности наружного теплообмена в воздушном конденсаторе является в настоящий момент актуальной задачей.
Анализ существующих способов повышения эффективности теплообменных процессов в воздушных конденсаторах позволяет сделать вывод о необходимости поиска принципиально новых способов интенсификации наружного теплообмена.
Одним из путей, позволяющих повысить эффективность теплообменных аппаратов с воздушным охлаждением, является использование электроконвекции.
Цель работы. Совершенствование процесса теплообмена конденсатора бытового холодильника за счет применения электроконвекции.
„J
Основныезадачиработы.
-
Разработать ЭГД-устройство и создать экспериментальный стенд для исследования геометрических и режимных параметров ЭГД-устройств.
-
Провести экспериментальные исследования и определить рациональные геометрические и режимные параметры ЭГД -устройства.
-
Создать экспериментальный стенд для исследования процесса теплообмена конденсатора бытового холодильника с использованием электроконвекции.
-
Провести комплексное экспериментальное исследование процесса теплообмена конденсатора бытового холодильника при использовании электроконвекции и получить зависимости изменения теплофизических параметров воздушного конденсатора.
-
Произвести энергетическую оценку эффективности использования электроконвекции для охлаждения теплообменной поверхности конденсатора бьпового холодильника.
-
Разработать принцип конструктивного оформления воздупшого конденсатора бьпового холодильника с использованием электроконвекции.
Научнаяновизнаработызаключаеггсявследующем:
Разработано ЭГД-устройство и получены его рациональные геометрические и режимные параметры, необходимые для исследования процесса теплообмена конденсатора бьпового холодильника.
В результате экспериментальных исследований получены зависимости изменения скорости воздушного потока при различных геометрических и режимных параметрах ЭГД-устройств, а также поле распределения скоростей воздупшого потока, создаваемого единичным игольчатым элементом генерирующего электрода ЭГД-устройства.
Разработан способ охлаждения теплообменной поверхности конденсатора бьпового холодильника с использованием электроконвекции.
На базе выполненных экспериментальных исследований процесса теплообмена конденсатора бытового холодильника установлены закономерности изменения основных теллофизических параметров воздушного конденсатора бытового холодильника при различных способах охлаждения теплообменной поверхности.
Установлены закономерности изменения продолжительности цикла работы, коэффициента рабочего времени и энергопотребления малой холодильной машины при различных температурах окружающей среды для различных способов охлаждения теплообменной поверхности конденсатора бытового холодильника.
Практическаяценность.
Модернизирована компьютеризированная система мониторинга PMU-1.3 с одновременной регистрацией различных параметров температуры, относительной влажности, плотности теплового потока и коэффициента рабочего времени установки.
Результаты работы внедрены в лабораторный практикум по курсу «Электрофизические методы в холодильной технике и технологии», а также используются в научно-исследовательской работе кафедры «Холодильная техника» МГУПБ.
По результатам работы был выигран конкурс в ОАО «Московский комитет по науке и технологиям»: «Разработка экологически безопасного и энергосберегающего способа охлаждения конденсаторов малых холодильных установок» - проект 1.1.65 (2004 г.).
Работа выполнялась в рамках госбюджетной темы кафедры «Холодильная техника» № 4-1-04в «Разработка экологически безопасного и малоэнергоемкого способа интенсификации наружного теплообмена конденсатора бытового холодильного прибора и исследование процесса теплообмена».
Результаты экспериментальных исследований позволили получить критериальные уравнения теплообмена при различных способах охлаждения
теплообменной поверхности для различных температур окружающей среды, необходимые для расчетов воздушных конденсаторов бытовых холодильников.
По результатам проведенных исследований подана заявка в ФИПС «Конденсатор воздушного охлаждения» (№ 2004130386 от 19.10.2004 г.).
Достоверность результатов исследования подтверждается использованием стандартных и общепринятых методов анализа. Полученные результаты подвергнуты обсуждению и теоретическому анализу в сравнении с известными литературными данными. Математическая обработка полученных экспериментальных данных и представление информации в графическом виде вьшолнялись при помощи персонального компьютера HP OmniBook ХЕ3 Intel Pentium Mobile (933 МГц) с объемом оперативной памяти 256 МБ и программ для инженерных и научных расчетов: Mathcad2001; CurveExpert 1.37; Microsoft Excel и др. Надёжность полученных математических зависимостей оценивалась среднеквадратичным отклонением - а и коэффициентом корреляции - г. При обработке экспериментальных данных использовали логарифмические одно- и многофакторные, а также линейные и нелинейные параболические корреляционные модели.
Назащиту выносятся:
результаты комплексных исследований рациональных геометрических и
режимных параметров ЭГД -устройств;
результаты комплексных исследований процесса теплообмена
конденсатора бытового холодильника с использованием
электроконвекции;
результаты энергетической оценки эффективности использования
электроконвекции для охлаждения теплообменной поверхности
конденсатора бьпового холодильника;
конструктивное оформление конденсатора бьпового холодильника с
использованием электроконвекции.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы были доложены на V Международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек» (Москва, 2003 г.); на конференции, посвященной 30-летию кафедры «Холодильная техника» МГУПБ «Проблемы совершенствования холодильной техники и технологии» (Москва, 2003 г.); на конференции, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга «Проблемы пищевой инженерии и ресурсосбережения в современных условиях» (Санкт-Петербург, 2004 г.); на научных чтениях, посвященных 100-летию со дня рождения проф. Лепилкина А.Н. «Повышение энергоэффективности техники и технологий в перерабатывающих отраслях АПК» (Москва, 2004 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав и приложений. Диссертационная работа изложена на Vto страницах машинописного текста, содержит 42 рисунков и { таблиц. Список литературных источников включает 134 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.
Интенсивность теплообмена в воздушных конденсаторах
Конденсатор — это основной теплообменный аппарат холодильной установки, в котором охлаждаются и конденсируются пары холодильного агента за счет нагревания теплоносителя - охлаждающей воды или воздуха.
В зависимости от характера охлаждающей среды конденсаторы холодильных машин классифицируются на конденсаторы водяного, воздушного и водо-воздушного охлаждения. Конденсаторы водяного охлаждения по конструктивным особенностям подразделяется на горизонтальные кожухотрубные, вертикальные кожухотрубные, элементные и двухтрубные. Конденсаторы воздушного охлаждения в зависимости от способа охлаждения теплообменной поверхности подразделяются на конденсаторы со свободной циркуляцией и с принудительной циркуляцией воздуха. Аммиачные конденсаторы с водо-воздушным охлаждением могут быть оросительными или испарительными.
На интенсивность теплообмена в конденсаторе холодильной машины влияют следующие факторы: скорость удаления жидкостной пленки с теплообменной поверхности, создающей дополнительное термическое сопротивление; скорость движение пара; примеси неконденсирующихся газов; наличие отложений на теплообменной поверхности: со стороны холодильного агента - масло; со стороны воды — водный камень, ржавчина; со стороны воздуха - слой пыли, краска; скорость движения теплоносителя.
В настоящее время малые холодильные машины с конденсаторами, охлаждаемыми воздухом (воздушными конденсаторами), являются одними из наиболее массовых видов холодильных машин, выпускаемых российскими и иностранными производителями и находящиеся в эксплуатации. Воздушные конденсаторы с естественным движением воздуха (естественной конвекцией) применяют главным образом в малых компрессионных холодильных машинах, широко используемых на предприятиях торговли и общественного питания и в быту, а конденсаторы с вынужденным движением воздуха (вынужденной конвекцией) - в малых компрессионных холодильных машинах средней холодопроизводительности, применяемых на предприятиях пищевой промышленности, в системах кондиционирования воздуха и на транспорте (автомобильном и железнодорожном).
В последние годы в связи с острым дефицитом воды, особенно в городских условиях, а также ее высокой стоимостью для предприятий, к охлаждению конденсаторов при помощи воздуха переходят в холодильных машинах с производительностью примерно до 100 кВт. Широкое применение воздушные конденсаторы получили в установках централизованного холодоснабжения магазинов типа "Универсам", таких как "Седьмой континент", "Копейка" и т.д.
Анализ современных тенденций развития малых холодильных машин показывает, что герметичные компрессоры с частотой вращения 50 с- , имеют довольно высокие удельные энергетические показатели, малую массу и габаритные размеры. В то же время применяемые воздушные конденсаторы достаточно металлоемки и велики ао размерам. Поэтому дальнейшее улучшение характеристик агрегатов холодильных машин должно идти главным образом по пути повышения эффективности теплообмена воздушных конденсаторов /50/.
Совершенствованию конструкций конденсаторов с воздушным охлаждением теплообменной поверхности, а также интенсификации теплообменных процессов, сопровождающих их работу, до настоящего времени уделялось недостаточно внимания, в результате чего масса и объем воздушного конденсатора составляет основную часть массы и объема всей холодильной машины.
В связи с этим важное значение приобретает усовершенствование конструкций уже существующих воздушных конденсаторов, что предусматривает разработки в направлении интенсификации теплообменных процессов, происходящих в теплообменниках.
Интенсификация процессов теплообмена - одна из основных тенденций развития современной холодильной техники и технологии. Потребность интенсификации процессов теплообмена продиктована необходимостью экономии энергетических и материальных ресурсов /12, 13, 16, 17,27 и др./. Интенсивность теплообмена в воздушных конденсаторах
Интенсивность теплообменных процессов в аппарате определяется отношением его тепловой производительности к основным величинам, характеризующим движущую силу процесса и размер аппарата /71/. Для теплообменного аппарата соответственно интенсивность определяется отношением количества передаваемой теплоты в единицу времени к температурному напору и площади теплообменной поверхности. Дифференциальное уравнение процесса теплообмена имеет вид: BQ = k-F-dt (1.2-1) Теплопередача является сложным физическим процессом, зависящим от многих факторов, определяющих коэффициент теплопередачи.
Исследование вольтамперных характеристик ЭГД-устройства
Целью проведения серии экспериментальных исследований является определения рациональных геометрических и режимных параметров ЭГД-устройств, позволяющих получать максимальные значения скоростей воздушного потока при минимальных энергозатратах.
Изменение скорости воздушного потока достигается за счет изменения межэлектродного расстояния в пределах 0,01...0,03 м. Для фиксированного значения межэлектродного расстояния проводится плавное увеличение величины подаваемого напряжения (до момента достижения перехода коронного разряда из лавинной формы в стриммерную).
Исследование скорости направленного воздушного потока, генерируемого ЭГД-устройствами с различными геометрическими и режимными параметрами, проводится при помощи термоанемометра типа TESTO 425 и микропроцессорного термометра-термоанемометра ТТМ-2, чувствительные элементы которых располагали на расстоянии 0,05 м от заземленного электрода.
Особенностью данных измерительных приборов заключается в наличии измерительного щупа с незначительными габаритными размерами, который позволяет производить измерения скорости воздушного потока в щелевых каналах. Помимо этого, используемые измерительные приборы имеют возможность определять среднее значение скорости воздушного потока за определенный интервал времени и запоминать максимальное и минимальное значения скорости за данный временной промежуток.
Полученные значения средней скорости воздушного потока считывались с жидкокристаллического дисплея приборов.
При проведении экспериментальных исследований местное значение скорости воздушного потока определяли как среднее значение скорости в точке за интервал 60 секунд. Местные значения скоростей определялись по оси игольчатого элемента на расстоянии 0,05 м от заземленного электрода. Технические характеристики измерительных приборов приведены в табл. 2.4-1 и 2.4-2.
При проведении экспериментальных исследований местное значение скорости воздушного потока определяли как среднее значение скорости в точке за интервал 60 секунд. Местные значения скоростей определялись по оси игольчатого элемента на расстоянии 0,05 м от заземленного электрода. Минимальная повторяемость каждого эксперимента - пятикратная.
Для изучения процесса теплообмена конденсатора бытового холодильника, а также энергетических показателей работы холодильной машины при использовании электроконвекции был разработан унифицированный экспериментальный стенд на базе бытового холодильника Liebherr KTS 1434-25 001. Технические характеристики бытового холодильного прибора приведены в табл. 2.5.1-1.
Одним из наиболее важных параметров бытовых холодильников, накладывающим определенные ограничения на нормальную эксплуатацию холодильника, а следовательно и на работу холодильной машины, является климатический класс или диапазон температур эксплуатации. Климатические классы холодильного оборудования малой холодопроизводительности приведены в табл. 2.5.1-2.
Теплообменная поверхность конденсатора выполнена из металлической трубы с наружным диаметром 0,005 м, согнутой в виде змеевика. К змеевику приварено металлическое ребро, выполненное в виде листа с отогнутыми по типу «жалюзи» кромками для интенсификации естественно-конвективного теплообмена.
Для изучения режимов работы холодильной машины в систему автоматизации исследуемого холодильника были внесены изменения, связанные с условиями экспериментальных исследований.
Температура в холодильной камере бытового холодильника Liebherr KTS 1434-25 001 в неизмененном варианте поддерживается при помощи термостата манометрического типа Ranco K59L2684 02-20-2L 188, чувствительный элемент которого был размещен на испарителе холодильной камеры.
Для поддержания постоянной температуры в холодильной камере был предусмотрен электронный регулятор температуры типа ELIWELL EWPC 974 Т, чувствительный элемент которого расположили в геометрическом центре холодильной камеры. Дополнительно для исследования цикла работы холодильной машины при различных режимных параметрах и контроля коэффициента рабочего времени электрическая цепь холодильника была оснащена токовым реле типа ABB В7-40-00 IEC/EN 60947-4-1, к которому была подключена компьютеризированная система мониторинга РМ1М.З.
Электрические схемы исследуемого холодильника до и после модернизации приведены па рис. 2.5.1-1 и 2,5.1-2.
Внедрение измерительных систем на базе персональных компьютеров и современного оборудования в процесс экспериментальных исследований является одной из главных задач развития современной науки. Стремительное развитие прогресса в области создания аппаратных средств и растущим производством микропроцессорной техники приводит к тому, что уменьшаются габаритные размеры устройств, их стоимость и энергопотребление, в то же время расширяется функциональная возможность.
В МГУПБ на кафедре «Холодильная техника» была разработана компьютерная система мониторинга PMU (измерительный комплекс), которая позволила не только заменить существующий парк измерительных приборов, но и автоматизировать, ускорить процесс измерения и регистрации данных, сделать его удобным для пользователя.
По сравнению со стандартными приборами компьютеризированная система мониторинга имеет ряд преимуществ: - настраиваемый пользовательский интерфейс; - богатейшие возможности по представлению информации; - возможность адаптации к условиям измерения; - учет статистики предыдущих измерений; - работу в реальном времени для быстропротекающих процессов; - размеры записи сигналов в реальном времени практически не ограничены; - расширяемый специализированный анализ; - быстрый отклик на изменения условий в процессе измерения.
Разработанная компьютеризированная система мониторинга PMU позволяет сочетать в себе ряд функций: измерение заданных физических величин, визуализация и обработка информации, сигнализация при отклонении каких-либо величин от первоначально заданных значений или при выходе значения величины из заданного диапазона и сохранение собранной информации на жестком носителе
Исследование скорости воздушного потока, создаваемого единичным игольчатым элементом генерирующего электрода
При исследовании электроконвективного движения воздуха необходимо исходить, из того, что оно представляет собой глубоко турбулизированный поток воздуха, возникающий под действием распределенной в пространстве массовой силы. Основные затруднения возникают при теоретическом исследовании из-за сложного характера распределения потока и в связи с тем, что неизвестны параметры, характеризующие турбулентное трение в потоке, при этом даже в простых электроконвективных системах возникают сложные циркуляционные потоки. С учетом вышесказанного были проведены экспериментальные исследования скорости воздушного потока, создаваемого ЭГД-устройствами упрощенного типа.
На рис. 3.2-1 приведены зависимости скорости воздушного потока, создаваемого единичным элементом генерирующего электрода - игольчатым элементом длиной 0,03 м и диаметром 0,0005 м. Анализ полученных результатов показывает рост скорости воздушного потока с увеличением подаваемого напряжения на генерирующий и заземленный электроды. Максимальное значение скорости воздушного потока соответствует максимальному напряжению коронного разряда, которое соответствует переходу коронного разряда из лавинной формы разряда в стриммерную или возникновению электрического пробоя газового промежутка межэлектродного расстояния.
Анализ кривых изменения скорости воздушного потока позволяет сделать вывод о снижении скорости воздушного потока с увеличением межэлектродного расстояния при подаче одинакового напряжения.
Максимальное значение скорости воздушного потока для межэлектродного расстояния 0,01 м составило 2,30 м/с (при U— 10 кВ), для межэлектродного расстояния 0,015 м - 2,85 м/с (при U = 15 кВ), для межэлектродного расстояния 0,02 м - 3,30 м/с (при U = 20 кВ), для межэлектродного расстояния 0,025 м -3,36 м/с (при (1=25 кВ).
На /7нс. 5.2-2 приведены зависимости скорости воздушного потока, создаваемого единичным ЭГД-устройством, от мощности, затрачиваемой на генерацию воздушного потока. Из графической зависимости видно, что увеличение межэлектродного расстояния приводит не только к увеличению рабочего диапазона напряжений, но и к снижению мощности ЭГД-устройства, затрачиваемая на генерацию единицы скорости.
Анализ графических зависимостей позволяет определить геометрический параметр - межэлектродное расстояние, который при наименьших затратах энергии позволяет получить максимальное значение скорости воздушного потока. Таким образом, рациональное межэлектродное расстояние ЭГД-устройства составляет И = 0,02 м.
Значение скорости воздушного потока, создаваемого единичным игольчатым элементом ЭГД-устройства при различных межэлектродных расстояниях, может быть определено по полученным математическим зависимостям.
Анализ литературных источников и предварительные экспериментальные исследования в области вольтамперных характеристик ЭГД-устройств с различными геометрическими и режимными параметрами и скоростей воздушного потока, создаваемого ЭГД-устройствами, позволили сделать следующие выводы. В качестве определяющего геометрического параметра ЭГД-устройства принимается расстояние между генерирующим электродом (в данном случае игольчатым) и заземленным электродом (в данном случае сетчатым). Межэлектродное расстояние Н определяет не только диапазон рабочих напряжений ЭГД-устройства, но оказывает влияние на максимальную скорость воздушного потока, генерируемого ЭГД-устройством, а также определяет мощность, затрачиваемую на генерацию электрического ветра. Рациональное межэлектродное расстояние составляет 0,02 м, что соответствует минимальным габаритным размерам ЭГД-устройства, а также максимальной скорости воздушного потока, создаваемого единичным элементом ЭГД-устройства при минимальных затратах энергии.
Одним из основных недостатков побудителей расхода воздуха является неравномерность поля скоростей воздушного потока, что накладывает определенные ограничения на их применение.
Поле скоростей воздушного потока, создаваемого ЭГД-устройством, зависит от центров генерации электрического ветра или, другими словами, от геометрии расположения игольчатых элементов генерирующего электрода. Для того чтобы поле распределения скоростей воздушного потока было равномерным, необходимо определить рациональное расстояние между игольчатыми элементами А. Для этого нами было проведено исследование поля скоростей единичного игольчатого элемента с целью определения распределения скоростей воздушного потока после заземленного электрода и выявления определяемого геометрического параметра.
Рациональное расположение ЭГД-устройств относительно теплообменных поверхностей
При работе с ЭГД-устройствами необходимо строго соблюдать «Правила устройств электроустановок» /103/.
Создание электрических полей в устройствах интенсификации теплообмена, использующих явление электроконвекции, осуществляется с помощью генераторов высокого напряжения, преобразующих переменный ток промышленного напряжения в постоянный ток высокого напряжения. Поэтому, одним из основных вопросов при разработке ЭГД-устройства является использование безопасного и надёжного высоковольтного источника питания. Анализ особенностей высоковольтного питания электродных систем, позволит определить рациональные требования к источнику, обеспечивающие безопасность и эффективность работы ЭГД-устройства.
Для решения поставленной задачи существуют несколько вариантов, один из которых предусматривает наличие специальных искропредупреждающих устройств, которые отключают высокое напряжение при превышении определенного значения электроконвективного тока. Из-за сложности этих устройств и повышенных технических требований к ним, они не получили широкого распространения. Имеется наиболее простой и эффективный путь при решении этого вопроса /121/, за счёт обеспечения такой вольтамперной характеристики источника питания, при которой максимальный ток не превышал бы номинального более чем в 1,2... 1,4 раза. Учитывая, что в исследуемом ЭГД-устроЙстве значения конвективного тока не превышают 0,1...0,5 мА, а номинального тока источника высокого напряжения 0,6 мА, то максимальный ток не должен превышать 0,8 мА, что практически безопасно для обслуживающего персонала, а прикосновение к его высоковольтному выводу не оказывает вредного воздействия на человека. Кроме того, сводится к минимуму вероятность возникновения искрового пробоя, так как формированию высокотемпературной искровой стадии разряда в резко неоднородном поле предшествует протекание определенного предразрядного достаточно большого тока, который выше максимального при данном напряжении и межэлектродном расстоянии /121/. Поэтому, при значениях тока равных максимальному, искровой разряд невозможен. Точка пересечения зависимости напряжения искрового пробоя от предразрядного тока при разных межэлектродных расстояниях и ВАХ источника, определяет минимальное межэлектродное расстояние, при котором ещё возможен искровой пробой. Согласование этих зависимостей позволяет добиться исключения искрового пробоя. Поддержанию постоянства генерации электроконвекции способствует большое внутреннее сопротивление источника высокого напряжения /32/.
Высоковольтный источник размещается в корпусе ЭГД-устройства, что облегчает подвод электропитания и обеспечивает безопасность обслуживания, так как отсутствует высоковольтный кабель, соединяющий источник с электродом. Кроме того, сокращается емкость источника до минимума и уменьшается вероятность возникновения опасности искрового пробоя, т.к. источник располагается в непосредственной близости от электродов.
Для защиты обслуживающего персонала от случайного прикосновения к высоковольтному электроду, источник питания может быть снабжен системой блокировки.
На корпусе устройства отсутствует выключатель питания, т.к. запрещается приближаться к работающему прибору из-за возникновения статического заряда на теле человека. ЭГД-устройство должно быть оснащено длинным (не менее 3 м) гибким шнуром питания с вилкой на конце.
