코로나 방전형 정전기 제거장치에서의 이온생성 최적화 조건에 관한 연구
- Alternative Title
- A Study on the Air Corona Discharge of a High Voltage-Applied Static Eliminator
- Abstract
- The purpose of this study is to analyze the optimal conditions of ion current in a high voltage-applied static eliminator. In order to generate positive and negative ions, a static ionizer which consists of needle electrode and circular plate with the system providing alternating current of pulse wave and direct current of high voltage has been proposed. As the experimental conditions, the radiuses of circular plate, high voltages, and frequencies have been applied for this study. Corona current, induced voltage, and ion current have been obtained under these conditions. As the results, the design standards of high voltage-applied ionizer were found as follows.
1) In case of AC type ionizer, ion current has shown a steady increase under the conditions of applied high voltages level's increase and enough radius of the circular plate. This increase of ion current was considered by the changes of +/- polarity. The radius should be big enough not to bring arc discharging and the ion current from needle electrode showed the highest value when it was 42mm(circular plate radius) in this study. However, the effect of applied frequency to the ion current was slight. The ion current of AC type ionizer can be expressed mathematically as:
I_(iAC)=k_(AC)V_(c)-N
Circular plate radius dc=42mm, corona voltage Vc=8 ~ 18kV(Peak to peak), Y-intercept N=338.8nA, AC ion current's constant kAC = 74.6 nA/kV.
2) In case of DC type ionizer, ion current tended to increase as the size of circular plate radius and applied voltages were getting bigger in N.D.A. (None Discharging Area). It means that DC type ionizer does not need to consider the earth plate as a variable. In contrast, ion current and induced voltage were decreased together in D.A.(Discharging Area). In N.D.A., the ion current is expressed mathematically as:
I_(iDC)=k_(DC)V_(c)-N
Under +polarity, circular plate radius dc=50mm, corona voltage Vc=+3 ~ +7kV, Y-intercept N=1,391nA, AC ion current's constant kDC = 481nA/kV.
Under -polarity, circular plate radius dc=50mm, corona voltage Vc=-2 ~ -6kV, Y-intercept N=783nA, AC ion current's constant kDC = 416.5nA/kV.
3) Under the same high voltage condition, the ion current of DC type ionizer was twice as much as ion current of AC type ionizer.
AC Type Ionizer : Vc=±8kV, +Ion Current : about 250nA
DC Type Ionizer : Vc=+4kV, +Ion Current : about 500nA
- Issued Date
- 2008
- Awarded Date
- 2008. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교 대학원
- Alternative Author(s)
- Jung, Yong Chul
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 안전공학과
- Advisor
- 이동훈
- Table Of Contents
- 1. 서론 = 1
1.1 연구의 필요성 = 1
1.2 연구의 목적 = 4
1.3 연구의 범위와 방법 = 5
2. 연구동향 및 이론적 고찰 = 7
2.1 코로나 방전에 대한 주요 연구동향 = 7
2.1.1 공기 중 침대 평판전극간의 코로나 방전제어 = 7
2.1.2 코로나 방전을 이용한 이온풍의 특성분석 및 대류 열전달 = 8
2.1.3 코로나 방전특성에 미치는 운전변수 = 9
2.1.4 제전장치의 효과를 평가하기 위하여 개발한 각종 기법 = 10
2.2 고압 코로나 방전에 관한 이론적 고찰 = 11
2.2.1 코로나 방전 = 11
2.2.2 방전의 초기과정과 미시적 개념 = 13
2.2.3 전자 이동계수 = 15
2.2.4 초기 전자의 생성 = 15
2.2.5 평등전계의 방전이론과 불평등전계의 방전 개시조건 = 18
2.2.6 타운젠트 이론 = 18
2.2.7 스트리머 이론 = 21
2.3 코로나 정전기 제거장치 = 25
2.3.1 코로나 방전에 의한 이온발생 = 26
2.3.2 코로나 방전방식 정전기 제거장치의 실례 = 27
3. 실험설계 = 31
3.1 실험변수 = 31
3.1.1 고압코로나 방전전압 변화 = 31
3.1.2 방전전극과 대향접지전극간 거리 변화 = 32
3.1.3 인가고전압의 주파수 변화 = 33
3.2 실험장치 = 39
3.2.1 고압코로나 방전전압 실험을 위한 실험장치 = 41
3.2.2 방전전극과 대향접지전극간 거리 변화를 위한 실험장치 = 41
3.2.3 방전 주파수 변화를 위한 실험장치 = 41
3.2.4 공통 실험기기 및 실험환경 = 42
4. 실험결과 및 고찰 = 49
4.1 코로나 방전전압 변화에 따른 실험결과 = 49
4.1.1 대향전극에 따른 주파수별 코로나전류 변화특성 = 49
4.1.2 주파수에 따른 대향전극별 코로나전류 변화특성 = 54
4.2 방전전극과 대향접지전극간의 거리 변화에 따른 실험 = 62
4.2.1 주파수변화에 따른 인가전압별 코로나전류 변화특성 = 62
4.2.2 전압에 따른 주파수별 코로나전류 특성곡선 = 72
4.3 방전 주파수 변화 실험결과 = 76
4.3.1 대향전극에 따른 인가전압별 코로나전류 특성곡선 = 76
4.3.2 인가전압에 따른 대향전극별 코로나전류 특성곡선 = 86
4.4 직류코로나 전압인가 실험결과 = 94
4.4.1 직류코로나 전압인가에 따른 극성별 코로나전류 특성곡선 = 94
4.4.2 대향전극에 따른 직류극성별 코로나전류 특성곡선 = 97
4.5 이온전류-코로나전류-유도전압 분석 = 100
4.5.1 교류전압 인가실험 분석 = 100
4.5.2 직류전압 인가실험 분석 = 108
4.6 대향전극에 따른 이온전류, 유도전압 분석 = 123
4.6.1 교류전압 인가실험 분석 = 123
4.6.2 직류전압 인가실험 분석 = 123
5. 결론 = 130
참고문헌 = 134
Abstract = 141
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