1.前言化工生产过程中不免有很多危险的因素,这当中,静电对生产设备和生产工艺产生很多的为患。接下来我们重点讨论静电起电的原来、静电的危害性和化工设备防范静电的技术措施,以保护设备、人员和财产的安全以及保障生产的正常进行。
2.静电起电方式2.1 固体起电(1)接触起电。两种不同固体之间的接触可以是两种不同金属、两种不同绝缘体或者两种不同半导体之间的接触,也可能是金属与绝缘体之间、金属与半导体之间或半导体与绝缘体之间的接触。固体间发生接触- 分离过程时会发生静电起电现象。
(2)剥离起电。互相密切结合的物体剥离时引起电荷分离而产生静电的现象。
(3)破裂起电。当物体遭到破坏而破裂时,破裂后的物体会出现正、负电荷分布不均匀现象,由此而产生静电。
(4)电解起电。当固体接触液体时,固体的离子会向液体中移动,这使得固、液分界面上出现电流,进而在固、液界面上形成一个稳定的偶电层。若在一定条件下,将与固体相接触的液体移走,固体就留下一定量的某种电荷,即固、液接触情况下的电解起电。
(5)压电起电。在给石英等离子型晶体加压时,会在它们表面上产生极化电荷,这种现象称为压电效应。
(6)热电起电。若对显示压电效应的某些晶体加热,则其一端带正电,另一端带负电。这种现象称为热电效应。
(7)感应起电。感应起电通常是对导体来说的。处于静电场中的物体,由于静电感应,使得导体上的电荷重新分布,从而使物体上的电位发生变化。
(8)吸附起电。多数物质的分子是极性分子,即具有偶极子,偶极子在界面上 是定向排列的。另一方面,空气中由于空间电场、各种放电现象、宇宙射线等因素的作用,总会漂浮着一些带正电荷或负电荷的粒子。有这些浮游的带电粒子被物体表面的偶极子吸引且附着在物体上时,整个物体就会有某种符号的过剩电荷而带电。
2.2 液体起电(1)液体介质的流动起电。固体与液体接触时,介质界面处产生偶电层,位于液体侧的扩散层,是带电的可动层。当液体在介质管道中因压力差的作用而流动时,扩散层上的电荷由于流动摩擦作用被冲刷下来而随液体定向运动,这就是液体流动起电机理。
(2)沉降起电。当悬浮在液体中的微粒沉降时,会使微粒和液体分别带上不同性质的电荷,在容器上下部产生电位差,这就是沉降起电。
(3)喷射起电。当固态和液态微粒从喷嘴中高速喷出时,会使喷嘴和微粒分别带上符号不同的电荷,这种现象称为喷射起电。
(4)冲击起电。液体从管道口喷出后遇到壁或板,使液体向上飞溅形成许多微小的液滴,这些液滴在破裂时会带有电荷,并在其间形成电荷云。
(5)溅泼起电。当液体溅泼在它的非浸润固体上时,液滴开始滚动,使固体带上一种符号的电荷,液体带上另一种符号的电荷。这种现象称为溅泼起电。
(6)气体- 液体起电。气体- 液体静电起电主要是伴随着液滴的生成而发生的静电起电现象。
2.3 气体起电气体的静电起电,通常是指高压气体的喷出带电。高压气体喷出时之所以带静电,是因为在这些气体中悬浮着固体或液体微粒。
2.4 粉尘起电粉体带电的主要机理是快速流动或抖动、振动等运动状态下粉体与管路、器壁、传送带之间的摩擦、分离以及粉体自身颗粒的相互摩擦、碰撞、分离,固体颗粒断裂、破碎等过程产生的接触- 分离带电。粉尘带电的静电压高达几千,甚至几万伏。
2.5 人体起电人体由于行走、操作或与其他物体接触、分离或因静电感应、空间电荷吸附等原因使人体正负极性电荷失去平衡,而在宏观上呈现出某种极性的电荷积聚,从而人体对地电位不为零,对地具有静电能量,这种相对静止的,积聚在人体上的电荷称为人体静电。3.静电引起的故障和灾害3.1 静电效应(1)静电力学效应。静电带电体周围存在着静电场,由于在通常条件下,静电场是非均匀的,在静电场被极化的介质微粒会受到电场力的作用,受力的方向指向带电体,即无论带电体带有何种极性的电荷,带电体对于原来不带电的尘埃颗粒都具有吸引力的作用。
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