2. ЭЛЕКТРОЭФФЛЮВИАЛЬНЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ
Известно, что отрицательные и положительные заряды, входящие в состав каждого атома, отличаются один от другого. Положительный заряд прочно связан с атомом и в обычных условиях неотделим от его ядра; отрицательные заряды, или электроны, сравнительно легко отрываются от атома.
Из теории электронной проводимости металлов мы знаем, что в них всегда присутствует значительное число отделившихся от атомов свободных электронов. Эти электроны находятся в беспорядочном, тепловом движении (рис. 23, Г). Под действием постоянного электрического поля электроны перемещаются по металлу и создают то, что называется электрическим током. Следовательно, электрический ток представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.
Свободные электроны могут быть “выброшены” из метала механическим способом. Для этого они должны преодолеть поверхностную разность потенциалов. Если металлической проволоке в форме спирали придать быстрое вращательное движение и затем внезапно остановить, то свободные электроны, обладающие определенной массой, вследствие действия инерции оторвутся от металла и должны быть обнаружены вне его в виде электрического тока. Эксперимент пока-
Рис. 23. Схема движения электронов в ме- 1
/ — беспорядочное, тепловое движение I »© 0 gt;0 О _© О 1
электронов в металле, II— направленное \ 0 0~ О 0 '
движение свободных электронов металла в I лл v Г~\' X.'О
электрическом поле со скоростью уз; III — / -О ^ 0 ^
направления поля Е (/), тока 1 (2) и дви- д
жения электронов (3)
т
-о -е *о *е нэ2-0 -0 -0 -0 -0^0 -о
зал, что при этом опыте гальванометр дает отклонение, соответствующее теоретическому расчету, а именно:
е/т -1,8-10® Кл/г.
Если приложить к концам проводника разность потенциалов, т.е. создать электрическое поле Е, то на каждый электрон будет действовать определенная сила еЕ, направленная вследствие отрицательного заряда электрона противоположно полю. Это придает электронам дополнительные скорости. Хаотическое тепловое движение электронов уступает место направленному в одну сторону, и “электронный газ” начинает перемещаться как целое (рис. 23, //).
Таким образом, при воздействии на металл некоторыми внешними факторами электроны могут покидать его поверхность и переходить в окружающую среду (эмиссия электронов). В зависимости от факторов, действующих на металл, различают: терме-, авто- и фотоэлектронную эмиссию, а также вторичную электронную эмиссию. Автоэлектронная эмиссия наблюдается лишь при наличии определенного градиента потенциала (порядка 107 В/см). Такой величины градиент потенциала может быть получен лишь при незначительном радиусе кривизны острия [порядка от одного до десятых долей микрона (ммк) ]. Концы острий электроэффлювиальных люстр не являются геометрической точкой, а представляют собой шероховатую поверхность. Однако отдельные выступы ее могут иметь весьма малый радиус кривизны; именно у этих выступов наблюдается высокий градиент потенциала и может иметь место автоэлектронная эмиссия.
Известно также, что напряженность электрического поля и поверхностная плотность заряда у острий достигает максимальных значений и вызывает явление “стекания”, или “эффлювия”, электрических зарядов с острий. На остриях или на металлических проводниках сравнительно малого радиуса кривизны при достаточной напряженно-
Рис. 24. Схема распределения аэроионов отрицательной и положительной полярности при работе электроэффлювиально- го аэрононогенератора
+ +¦*¦ + +
сти поля возникает явление электрического разряда, сопровождающееся ударной ионизацией. В результате ее появляются электронные и ионные лавины, и этот процесс распространяется далеко за пределы острия. При обычном радиусе кривизны острий электроэффлювиаль- ной люстры и при применяемых напряжениях в основном имеют место явления “темного” электрического разряда.
Молекула кислорода воздуха легко присоединяет к себе один или два свободных электрона, ионизируется и превращается в аэроион кислорода отрицательной полярности.
Отрицательные аэроионы кислорода приобретают в постоянном электрическом поле направленное движение к противоположному полюсу — земле, находящейся под положительным потенциалом. У земли происходит отдача электронов (рис. 24). Через землю и сеть аэроионификации электроны возвращаются снова в острия. При положительной аэроионизации молекул воздуха отдают электроны остриям. У острий и ниже в воздухе образуются слои с преобладанием молекул, у которых не достает одного или двух электронов, т.е. слои положительных аэроионов. Исследование работы электроэффлювиального аэроионизатора было произведено автором в Лаборатории высокого напряжения Ленинградского электромеханического института.
Основные задачи этого исследования были: а) определение зависимости силы тока с электроэффлювиальной люстры с различным числом острий от напряжения при положительной и отрицательной полярности; б) определение напряжения, при котором начинается ионизация у люстры; в) определение зависимости силы тока люстры от числа острий при различных напряжениях; г) распределение (плотность) тока на поверхности пола (экрана).
Для определения силы тока с электроэффлювиальной люстры был впервые применен следующий метод. Под люстрой на полу, на изоляторах, устанавливался металлический экран размером 500x300 см. Экран был соединен с землей через сопротивление 15 кОм и с зеркальным гальванометром высокой чувствительности.
Другой конец гальванометра присоединялся потенциометрически к переменному сопротивлению, которое было присоединено крайними точками к батарее аккумуляторов. К люстре подводилось напряжение от трансформаторной установки на 100 кВ через сопротивление порядка 50 кОм с кенотронным выпрямителем. Для сглаживания пульсации напряжения параллельно люстре была включена емкость С порядка 250/иди, или 250-10’12F (250 пФ). Напряжение на люстре регулировалось потенциальным регулятором, включенным перед трансформатором высокого напряжения. Полярность напряжения на люстре менялась с помощью переключения кенотронов.
В целях исследования указанных выше вопросов нами была использована следующая аппаратура:
а) трансформатор на 100 кВ с регулировкой напряжения;
б) кенотронная установка для выпрямления переменного тока, состоящая из двух последовательно включенных кенотронов по 100 кВ с питанием накала от специальных трансформаторов;
в) гальванометр постоянного тока с чувствительностью 10’12А; эта чувствительность гальванометра обеспечивала вполне достаточную точность измерения;
г) сопротивления /?1, /?2 — постоянные проволочные по 15 кОм и /?3 — переменное, декадное со ступенями 1,10, 100, 1000;
д) экран — деревянный щит размером 300x500 см, обклеенный станиолем и изолированный от пола фарфоровыми пластинками;
е) электроэффлювиальная люстра в виде сетки из металлической проволоки диаметром 0,05 см. Сетка натянута на деревянную раму размером 182x92 см. Площадь сетки 1,675 м2. Площадь размещения острий 1,211 м . Расстояние от сетки до экрана 100 см. Острия в виде отточенных гвоздей длиной 3 см устанавливались равномерно по всей поверхности сетки;
ж) шаровой разрядник диаметром 125 мм.
В основу измерений были положены следующие теоретические соображения (рис. 25). При наличии тока с люстры на экран на сопротивления R\ будет падение напряжения iR\, и гальванометр даст отклонение. Изменением сопротивления /?з можно получить равенство падений напряжений на сопротивления Ri и Ri, и при этом условии гальванометр не будет давать отклонений. Иначе говоря, при отсутствии отклонений гальванометра q будем иметь:
U
iRi — Кзgt;
R2 + R3
где U — напряжение на батарее.
Отсюда силу тока с люстры на экран можно определить из соотношения
U R2
R2 + R3 Ri
Рис. 25. Скема установки для подсчета числа униполярных аэроионов, падающих с апектроэффлювиальной люстры на приемный экран АВ
В принятой нами схеме были следующие постоянные: U= 11,9 В; R\ - R2 * 15000 Ом; /?з “ 1+9999 Ом (переменные сопротивления).
Сила тока вычисляется по формуле
i = LU9_ д
(15 ООО + R3) 15 000
Напряжение на сетке измерялось по вольтметру, включенному в специальную обмотку, положенную на ярмо трансформатора. Этот вольтметр градуировался шаровым разрядником, включенным между сеткой и землей.
Результаты произведенного исследования можно сформулировать таким образом. На рис. 26 и в табл. 9 приведена зависимость силы тока от напряжения при двух полярностях. Эта сила тока обусловлена аэроионами. Заметная сила тока начинается в случае положительной полярности на люстре при 35 кВ и в случае отрицательной полярности при 25—30 кВ. Из кривых видно, что сила тока при отрицательной полярности на сетке больше, чем при положительной в 1,5—2 раза.
Из приводимых данных видно, что сила тока порядка 0,05-10" А начинается при напряжении 25—30 кВ и что величина силы тока при положительной полярности меньше, чем при отрицательной. Разница в величине силы тока увеличивается с увеличением напряжения.
На основании полученных данных на рис. 27 построена зависимость силы тока с люстры от числа острий при различных напряжениях. Из этих кривых видно, что увеличение числа острий сверх 200 на 1 м2 не вызывает заметного увеличения силы тока.
Для выяснения характера распределения силы тока по поверхности пола было произведено определение величины силы тока, падаю-
Рис. 26. Зависимость силы тока 1 с электроэффлювиальной люстры от напряжения U при различном числе острий п в ее сетке на 1 м
а и б — соответственно при отрицательной и положительной полярности; 1 — при отсутствии в сетке острий (п - 0); 2 — при п - 41; 3 — при п - 83; 4 — при п - 163; 5 — при п - 332; 6 — при п - 660
щего на экран, при различных его положениях относительно люстры. Из рис. 28 видно, что сила тока на экран заметно падает по мере его удаления от люстры.
Наконец, было определено число аэроионов, переносящих заряды с люстры на пол. Как известно, число положительных и отрицательных аэроионов, принимающих участие в переносе зарядов в единицу времени, можно определить из соотношения:
n = i/(l,610“19) S,
где i - сила тока, А; 1,6 • 10-^ - заряд аэроионов, Кл; S - площадь экрана, см^.
По этой формуле для данного случая можно определить число аэроионов положительной или отрицательной полярности, падающих на поверхность пола с люстры в 1 с. В качестве примера в табл. 10 приведены результаты измерений.
Интересно отметить, что при отрицательной полярности на люстре, т.е. на электроде, где градиент больше, сила тока получается большей, чем при противоположной полярности. Возможно, что это объясняется различной подвижностью аэроионов, особенно при значительных градиентах. Работы автора по изучению плотности тока с люстры подтверждают в основных чертах работы Финкельштейна-Кукье (1923) и особенно Ульмана (1929), показавших для случая цилиндрического конденсатора, что при отрицательном внутреннем электроде силы тока больше, чем при положительном.
2
Как видно из табл. 11, на 1 см поверхности экрана падает с люстры число аэроионов порядка десятков и сотен миллионов. Это значительно превышает число аэроионов, вырабатываемых другими аэроионизаторами. Но, распределяясь в воздухе данного помещения, число аэроионов произвольно может быть снижено до наблюдаемого в атмосферном воздухе в естественных условиях.
Сила гока при положении люстры
на расстоянии 2 м от экрана
в ценгре экрана
| + 1 | - | * 1 | - 1 | * 1 | - 1 | * 1 | * | - | * | 1 | '¦'1 | - | + | - | ||||
|
при числе острий |
||||||||||||||||||
| » 1 | 0 | 50 ~| | 50 | 1001 | ,00 | | 200 |~ | 200 | 400 | 400 | 800 | 800 ? | 400 ~| | 400 | 400 | 400 | |||
| 20 | 25,5 | 0 |
0,077 0,023 |
0,07 8 0,01 |
0,795 | 0,01 | 0,12 | 0.047 | 0,316 | 0,056 | 0.1 | 0 | 0 | |||||
| 25 | 31,9 | 0,08 |
0,184 0,079 |
0,182 0.015 |
0,31 | 0.12 | 0,31 |
0,158 0,34 |
0,26 | 0,632 | 0,1 | 0,29 | 0 | 0 | ||||
| 30 | 38,3 | 0,279 |
0,42 |
0,34 | 0,44 | 0,363 | 0,68 | 0,42 | 0,735 | 0,42 | 0,68 | 0,576 | 1,02 | 0.2 | 0,53 |
0,0105 0,015 |
||
| 35 | 44,6 | 0,497 |
0,79 |
0,68 | 0,89 | 0,735 | 1,1 | 0,79 | 1,26 | 0.79 | 1,53 | 0,95 | 1,86 | 0,42 | 0,79 | 0,21 | 0,0576 | |
| 40 | 51 | 0,845 |
1,37 |
1,02 | 1,63 | 1,15 | 1,74 | 1,26 | 2,26 | 1.34 | 2,64 | 1,42 | 2,58 | 0.68 | 1,17 |
0,0526 0,079 |
||
| 45 | 57,4 | 1,26 |
1,98 |
1.53 | 2,52 | 1,66 | 2,37 | 1.739 | 3.47 | />1,788 4,2 | 1,87 | 4 | 1 | 1.58 |
0,079 0,105 |
|||
| 50 | 63,7 | 1,79 | 3 | 2,21 | 3,83 | 2,21 | 4,1 | 2.69 | 5,8 | 2,43 | 6,01 | 2,89 | 6,62 | 1,32 | 2,38 |
0,105 0.158 |
||
| 55 | 70 | 2,43 |
4,15 |
2,84 | 4,97 | 3,16 | 5,84 | 3,96 | 8,63 | 3,76 | 9,816 | 4.59 | 10,2 | 1,81 | 3,58 |
0,116 0.262 |
||
| 60 | 76,5 | 3,27 |
5,49 |
3,69 | 7,8 | 4,28 | 9,25 | 8,8 | 13,5 | 8,6 | 14,16 | 6,15 | 15,6 | 2.38 | 5,54 |
0.184 0,316 |
||
| 65 | 83 | 4 |
6,94 |
4,92 | 10,7 | 5,48 | 13.6 | 8,58 | 19 | 7,66 | 20.2 | 8,85 | 21,8 | 3,6 | 8,26 | 0.21 | 0.37 | |
| 70 | 89,5 | 4,76 |
8,76 |
6,66 | 15,9 | 8,1 | 18,8 | 10,92 | 25,9 | 11,2 | 20,4 | 13,5 | 29,9 | 3.95 | 11,23 |
0,263 0,49 |
||
| 75 | 95,5 | 5,6 |
10,4 |
8,6 | 20,7 | 10,4 | - | - | - | - | - | - | - | — | - | - | - | |
При полярности сегки
|
4 |
||||||||
|
I3 |
21 JJ |
|||||||
|
ч |
hO 120 200 280 360 MO 520 600 n
Рис. 27. Зависимость силы тока I с электроэффлювиальной люстры от числа острий л в ее сетке на 1 м при постоянных напряжениях U - const
а и б — соответственно при отрицательной и положительной полярности; 1 — при ?/ - 50 кВ; 2 — при U — 60 кВ; 3 — при ?/ — 70 кВ; 4 — при U “ 80 кВ
Рис. 28. Зависимость силы тока I с электроэффлювиальной люстры от напряжения, U при 332 остриях в ее сетке на 1 м , при положении люстры вне проекции экрана vi 2 — соответственно при положительной и отрицательной полярности
о
Таблица 10. Сила тока i - 10 А, приходящаяся на одно острие в зависимости от числа острий на 1 люстры и напряжения
!supportMisalignedColumns]>
| Полярность | Напряжение U, кВ | Сила то на 1 |
ка iHa одно острие при числе люстры |
острий | ||
| 41 | 1 83 1 | 165 | | 332 | 660 | ||
| 50 | 3,9 | 1,9 | 1,21 | 0.72 | 0,36 | |
| ' | 60 | 4,87 | 3,49 | 2,72 | 1,51 | 0,78 |
| Отрицательная | 70 | 12 | 7,1 | 5,2 | 2,86 | 1,5 |
| 80 | 23 | 13 | 9,2 | 5,3 | 2,7 | |
| 50 | 2,11 | 1,2 | 0,62 | 0,361 | 0,18 | |
| 60 | 4,1 | 2,4 | 1,26 | 0,6 | 0,36 | |
| Положительная | 70 | 6,8 | 3,8 | 2,3 | 1,1 | 0,68 |
| 80 | 10 | 6 | 4,1 | 1,9 | 1,1 | |
Таблица 11. Концентрация аэроионов п • 10^, падающих с люстры на 1 см^ экрана в 1 с в зависимости от числа острий на люстре и полярности
|
Потребляемая мощ |
Концентрация |
аэроионов при числе острий на люстре |
||
|
ность, кВ • А |
0 |
J 50 |
1 |
200 |
|
при полярности аэроионов |
- ! |
+ |
||
|
44,6 |
20 800 |
33 100 28 700 |
36 700 |
33 300 |
|
70 |
102 000 |
173 000 118 000 |
208 000 |
166 000 |
|
83 |
166 700. |
290 000 206 000 |
404 700 |
360 000 |
|
95,5 |
233 300 |
433 300 360 000 |
866 700 |
|
Продолжение табл. 11
alt="" />
Автором и А.И. Божевольновым в 1933 г. был предложен портативный прибор для определения плотности аэроионов. Расхождение между показателями аспирационного счетчика (число аэроионов в 1 см ) и величинами, полученными в результате измерения силы тока на экран под люстрой (число аэроионов, падающих на 1 см2), хорошо объясняется еще и тем обстоятельством, что аспирационный счетчик измеряет число аэроионов, находящихся в данном объеме воздуха, в том лишь участке, который достигает до конденсатора аспирационного счетчика. При измерении же силы тока на 1 см экрана учитывается общее интегральное число аэроионов, их поток, падающий на данную поверхность.
Если бы аэроионы были малоподвижны, то независимо от их числа на поверхность экрана не попадало бы ни одного аэроиона. При движении аэроионов их число, приходящееся на 1 см2 поверхности, будет тем больше, чем больше скорость движения и чем больше объемное содержание аэроионов. Этот принцип легко себе представить, сравнив его с течением воды (со взвешенными в ней частицами) по трубе. Число частиц, выходящих из крана, будет пропорционально числу их в 1 см и скорости движения воды.
Тот и другой способы измерения можно связать приближенным соотношением. Если в 1 см3 воздуха заключается по аэроионов, то при
скорости их движения v, см/с, на 1 см2 поверхности экрана придется в с число аэроионов (без учета рекомбинации) Л^= ai0v, откуда
по- N/v.
Таким образом, пользуясь приведенной формулой и зная величину v, можно сравнить результаты одного способа измерения с результатами другого. Действие пульсирующего электрического поля на приемный экран, измеряющий плотность ионного потока в условиях искусственной аэроионизации. Вследствие этого в проводе, соединяющем экран через гальванометре землей, кроме постоянного тока, обусловленного аэроионами, падающими на экран, будет существовать емкостный ток, который, по мнению некоторых авторов, может исказить измерения. В ЦНИЛИ была сделана попытка непосредственно измерить постоянную и переменную слагающие тока экрана, это значительно уточнило бы нашу исследовательскую работу в этой области.
С этой целью была собрана специальная аппаратура. Приемный экран в виде небольшого латунного диска был помещен в камеру из парафина, крышка которой могла сниматься, открывая экран. Края крышки входили в желобок, заполненный маслом, чтобы обеспечить полную непроницаемость экрана для аэроионов при закрытой крышке. Провод от экрана к гальванометрам был заключен в защитную заземленную трубку. Для измерения были применены два последовательно соединенных гальванометра — стрелочный для постоянного тока чувствительностью 1,3310~7 А и струнный — чувствительностью 1,04-10"6 А, Нить струнного гальванометра натягивалась таким образом, чтобы иметь достаточную чувствительность и период собственных колебаний, далекий от резонанса с частотой переменного тока.
Аэроионный поток и электрическое поле получались обычным способом от электроэффлювиальной люстры с остриями, на которую подавалось напряжение до 40 кВ, выпрямленное кенотроном (без применения сглаживающего конденсатора). Измерения производились одновременно гальванометрами при открытой и закрытой парафиновой крышке и при различных расстояниях от электроэффлювиатора. Эти измерения показали, что емкостный ток существует во всех случаях, но положительная и отрицательная амплитуды его равны друг другу. Таким образом, эффект тока равен нулю, что и показывает гальванометр постоянного тока.
Большая амплитуда емкостного тока, наблюдаемая при закрытой крышке, может быть объяснена увеличением емкости системы экран—люстра благодаря введению диэлектрика.
Если провизорно предположить прямоугольную форму тока, то полученная величина 3,6-10"6, будучи разделена на 2, дает среднюю силу постоянного тока, отмечаемого гальванометром за период (импульс существует лишь половину периода) 1,8-10"6 — величину, несколько превосходящую наблюдаемую.
Если предположить синусоидальную форму импульса, то при определении средней силы постоянного тока, регистрируемого гальванометром за период, получим величину 1,1510'6, меньшую наблюдаемой. Очевидно, форма импульсов, с которыми мы работали, отличалась от синусоидальной формы, чем объясняется указанное расхождение.
Приведенные данные позволяют сделать заключение, что применяемый при измерениях плотности аэроионного потока гальванометр измеряет лишь среднюю силу постоянного тока, обусловленного аэроионами, и не обнаруживает емкостной ток, среднее значение которого равно нулю. Зависимость скорости движения аэроионов v и их числа от величины напряжения, поданного на сетку с остриями, и величины градиента поля. Скорость v в равномерном поле может быть определена следующим образом:
и
где к — подвижность аэроиона, см; подвижность легких аэроионов (ионов кислорода воздуха) при комнатной температуре и нормальном давлении к - 1,83 см /(Вс); U — напряжение, кВ; S — расстояние между электроэффлювиальной люстрой и полом, см.
В табл. 12 даны скорости отрицательных легких аэроионов кислорода при различных напряжениях между электроэффлювиальной люстрой и полом и при расстоянии между ними, равном 100—300 см.
Таблица 12. Скорость аэроионов отрицательной полярности в электрическом поле
Скорость движения отрицательных аэроионов, см/с, при расстоянии между люстрой и полом, см
alt="" />
Исследование наиболее рационального использования острий в качестве источника электрического эффлювия было проведено в ЦНИЛИ. Для этого были получены электрические характеристики острий разных диаметра, длины и отточенности (остроты). Под электрической характеристикой острия подразумевается зависимость силы тока с данного острия от поданного на него напряжения отрицательной полярности.
В специальной установке выпрямленный ток высокого напряжения (18—80 кВ) подавался на полый шар диаметром 12 см. К этому
Рис. 29. Связь между напряжением разряда Up с острия и его радиусом г (по Зеленому—Во. Оствальду)
шару плотно прикреплялись различные острия. Под острием помещался приемный экран, соединенный с землей через гальванометр чувствительностью 3,6* 10~9 А. Это несложная установка позволяла получать значения силы тока в зависимости от геометрической формы острия.
Исследованиями установлено, что разряд с тонких острий происходит легче, чем с более грубых, иначе говоря, с уменьшением острия сила тока с него увеличивается, а начальное напряжение, при котором начинается эффлювий, уменьшается. Эти исследования подтвердили работы Зеленого—Во. Оствальда (рис. 29).
Зависимости начального напряжения, при котором появляются аэроионы, от диаметра острия приведены ниже.
Диаметр острия, мм 5,2 2 0,5
Начальное напряжение, при котором
начнут появляться аэроионы, кВ 43 30 18
С увеличением длины острия сила тока с него увеличивается. Однако это не значит, что острия должны быть длинными. Максимальная длина острия составляет 4,5—5 см.
Степень отточенности острия имеет некоторое значение, особенно при остриях большого диаметра; при остриях малого диаметра разница в репени отточенности сглаживается.
Два одинаковых острия дают увеличение значения силы тока в раза на приемный экран только в случае относительно большого расстояния одного острия от другого. В случае близкого расположения Двух острий, при прочих равных условиях, увеличения значения силы тока в 2 раза не наблюдалось, а всегда бывало несколько меньшим.
На основании данных ЦНИЛИ (1935) и опытов Н.Д. Киселева (1958) острия не должны быть расположены ближе, чем на расстоянии 4—5 см одно от другого, т.е. на 1 м моппг поместиться от2400 до 625 острий. Исследования показали, что при 400 остриях на 1 м вредных газов при действии электроэффлювиалъной люстры не образуется. Получение аэроионов электроэффлювиальным методом является одним из актуальных вопросов. Какое же число электроэффлю- виаторов может обслужить один высоковольтный трансформатор небольшой мощности? Иначе говоря, какое помещение может “насытить” один трансформатор достаточным числом аэроионов отрицательной полярности?
Какое число люстр можно подключать к трансформатору, дающему 0,5 мА?
Из табл. 10 видно, что в люстре с 332 остриями на 1 м и с расстоянием от острий до приемного экрана, равного 1 м при напряжении 80 кВ на одно острие, приходится сила тока 5,3 10* А.
Отсюда к данному трансформатору можно подключить:
0,510”3/(5,ЗЮ”8) -10000 острий.
2
Если площадь люстры равна 1м , то к данному трансформатору можно подключить до 10000:332 ” 30 люстр.
При наличии 400 острий на люстре, находящейся в 2 м от приемного экрана (пола), и при напряжении 70 кВ и отрицательной полярности (см. табл. 9) на одну люстру приходится сила тока 0,49-10” А или приближенно 0,5-10” А.
В этом случае на одно острие будет приходиться ток силой
0,5 10”6/(4-102) -0,12510”8 А.
Следовательно, теоретически к трансформатору можно подключить
0,5 10‘3/ (0,125 10”8) - 4 105 острий.
В этом расчете мы пренебрегаем падением напряжения в сети люстр. Вследствие ничтожной силы тока в сети падение напряжения будет невелико. Однако наши расчеты должны быть проверены экспериментально, так как теоретически трудно предвидеть все возможные потери в сети электроэффлювиальных люстр.
Ориентировочно число аэроионов с одного острия будет равным соответственно в первом и во втором случае:
5,310‘8/(1,610”19)-310П и0,12510‘8(1,610‘19)-0,110П аэроионовв 1 с, -19
где 1,6-10 — заряд аэроиона, Кл.
Измерения показали, что одна люстра, имеющая диаметр, равный 1 м, и 400 сст- рий, может насытить аэроионами помещение, объем которого рацен примерно 90 м .
Рассчитаем, сколько приблизительно аэроионов будет в 1 см воздуха помещения с площадью пола 30 м , если в таком помещении будет под потолком находиться одна электроэффлювиальная люстра с 400 остриями. ^
Для этого введем обозначения: п — число аэроионов в 1 м ; т — число аэроионов, генерируемых одним острием в 1 с; К — число острий; v — скорость движения аэроионов, м/с, при данном напряжении; S — площадь помещения, обслуживаемого одной люстрой (30 м ).
Объем пространства, в котором размещаются аэроионы через 1 с после включения генератора, равен:
F-vS.
Число аэроионов в единице объема составит
n-niK/V-niK/vS.
5 iT
Для получения числа аэроионов в 1 см следует ввести коэффициент 10" , т.е.
_ т К . «-б
п — 10
vS
Приближенные расчеты показывают, что один трансформатор при определенных условиях может обслужить несколько отдельных помещений. Эти расчеты подтверждают возможность централизованного устройства аэроионификационной аппаратуры при подаче тока высокого напряжения в различные помещения здания с помощью высоковольтного кабеля и при прокладке его в газовых трубах на чердаке или между полом и потолком. Учитывая некоторые потери в силе и напряжении электрического тока при разветвлении длинных кабелей, число аэроионов может быть доведено до такого, которое наблюдается в естественных условиях в воздухе лучших электрокурортов. Абсолютная защита в сети тока высокого напряжения имеет принципиальное и существенное значение. При получении аэроионов отрицательной полярности с помощью электрического эффлювия человек должен быть абсолютно защищен от опасного поражения током высокого напряжения.
Поэтому необходимо принять все меры и произвести расчеты, которые могли бы с достаточной убедительностью и надежностью защитить жизнь человека, работающего вблизи электроэффлювиаль- ных люстр, находящихся под высоким напряжением.
Следует сказать, что высокое напряжение само по себе не является сколько-нибудь опасной характеристикой электрического тока. Детская электростатическая машина может дать до 50 тыс.В, и тем не менее она никакой опасности не представляет, ибо ее сила тока близка к нулю. Поэтому и была поставлена задача о снижении силы тока электроэффлювиальной люстры до безопасного предела.
Как известно, сила тока 0,05 А является опасной для жизни. Поэтому в сеть аэроионификации должно быть помимо реле безопасности включено защитное сопротивление, которое может обеспечить ограничение силы тока в сети при прикосновении к оголенным токоведущим частям до величины 0,03 А или даже до 0,025 А. Величина сопротивления г определяется по формуле
г- Umax/0,03,
где Umax — амплитудное значение напряжения трансформатора.
j Очевидно, чем выше напряжение трансформатора, тем большей величины должно быть защитное сопротивление. Выбор защитного сопротивления в зависимости от Umax может быть произведен по табл. 13.
При работе аэроионификационной установки с защитным сопротивлением теряется часть напряжения трансформатора и соответст-
Таблица 13. Значение защитного сопротивления при различных напряжениях трансформатора
№ п.п. Напряжение трансформатора U „...кВ Защитное сопротивление, МОм
I m3 X I
| 1 | 30 | 1 |
| 2 | 40 | 1,3 |
| 3 | 50 | 1.7 |
| 4 | 60 | 2 |
| 5 | 70 | 2,3 |
| 6 | 80 | 2,7 |
| 7 | 90 | 3 |
| 8 | 100 | 3,3 |
| 9 | 110 | 3,7 |
| 10 | 120 | 4 |
| 11 | 130 | 4,3 |
| 12 | 140 | 4,7 |
| 13 | 150 | 5 |
венно понижается напряжение между электроэффлювиаторами и землей. Величина потери напряжения на защитном сопротивлении в сети люстр определяется по следующим формулам:
Ш = ir; U - U - igt; , max
где / — номинальная сила тока в сети люстр.
Конечно, все эти расчеты являются только ориентировочными, только приближенными, так как основной вопрос о потерях в сети электроэффлювиальных люстр, как мы уже говорили, требует экспериментального изучения в специально оборудованной лаборатории, стоящей на уровне современной техники и снабженной всеми необходимыми измерительными приборами.
В случае применения схемы удвоения напряжения и выполнения сети кабелем, обладающих относительно большей емкостью, мы по существу, будем иметь сглаживающий фильтр: сопротивление г, емкость кабеля с. Поэтому, чем больше произведение гс, тем меньше коэффициент пульсации сглаженного напряжения и тем меньше, следовательно, его амплитуда. Значительное уменьшение амплитуды нежелательно, так как это приводит к уменьшению числа генерируемых аэроионов. Выполнять сеть заземления кабелем можно при небольшой его длине, пока коэффициент пульсации не станет ниже 0,7—0,8. При больших протяженностях кабеля должны быть предусмотрены специальные меры по уменьшению его емкости. К таким мерам могут быть отнесены:
а) снятие с кабеля металлической оболочки и прокладка его в газовой трубе большего диаметра, чем диаметр кабеля, при условии заземления газовой трубы;
б) прокладка кабеля в недоступных для людей местах (например, в междуэтажных перекрытиях). В этом случае участки кабеля должны быть лишены металлических оболочек, а кабель прокладывают в ко
робках или трубах из изоляционного материала. На участках кабеля, доступных человеку, сохраняется металлическая оболочка. Металлические участки оболочки соединяются один с другим и заземляются. В случае если емкость кабеля уменьшить нельзя, тогда должна применяться специальная схема с двумя кенотронами.
Впрочем, наиболее простой и верной защитой явится изготовление специального кенотрона, ток насыщения которого соответствует номинальному току трансформатора, но не выше 0,003—0,025 А. Такой кенотрон следует включать последовательно в сеть аэроионификации. Увеличение числа острий, подключенных к высоковольтно-выпрямительной установке влечет увеличения силы тока в сети люстр, что приводит к увеличению падения напряжения на защитном сопротивлении и уменьшению напряжения между люстрами и землей. Уменьшение напряжения вызывает уменьшение силы тока, приходящегося на одно острие, причем зависимость между этими величинами нелинейная, суммарная сила тока в сети люстр не пропорциональна числу острий. По мере увеличения числа острий скорость роста суммарной силы тока уменьшается.
На основании графика функции i^fiU) (рис. 30), выражающей зависимость силы тока, приходящегося на одно острие, от напряжения между люстрами и землей, могут быть построены графики зависимости силы тока и напряжения в сети люстр от числа острий, подключенных к высоковольтно-выпрямительной установке.
Соотношение между напряжением в сети люстр, силой тока, приходящейся на одно острие, и числом острий определяется уравнением
U-Uu-irn, (1)
откуда
т
где Uh — напряжение высоковольтно-выпрямительной установки; U — напряжение между люстрами и землей; г — величина защитного сопротивления; / — сила тока, приходящаяся на одно острие; п — число острий.
Решая графическим способом совместно уравнение для различного числа острий, находим рабочие точки (точки 1—5 на рис. 30), которые определяют значения U и i, соответствующие данному числу острий. Значения непосредственно являются точками графика i/=/(n), построенного на рис. 31. Для получения точек графика I =/(л), где I —
суммарная сила тока в сети люстр, следует каждое значение найденное на рис. 30, умножить на соответствующее число острий п. График /-/(л) построен также на рис. 31.
Ввиду того что уравнение (2) выражает линейную зависимость и, как следует из него, при U~ UH, i " 0. При любом значении п это уравнение описывает пучок лучей, исходящих из точек 0, UH. Для построения того или иного луча достаточно найти лишь одну точку, задавшись требуемым значением п и произвольным значением U.
alt="" /> Графики на рис. 30 и 31 построены для случая ?/н “ 110 кВ при плотности 332 острия на 1 м2 люстры. Пространственное распределение аэроионов в помещении было изучено в ЦНИЛИ. Аэроионы, образующиеся в большом числе у острий люстры, увлекались струей воздуха от вентилятора, проходя сквозь ячейки сетки. Затем, двигаясь вместе с потоком воздуха, они распространялись по всей комнате. Электроскоп, помещаемый даже в удаленных углах комнаты на расстоянии 5—7 м от источника аэроионов, через некоторое время заряжался. Вблизи сетки электроскоп настолько быстро получал предельный заряд, что отсчет времени зарядки был затруднителен. При удалении прибора от сетки время предельной зарядки увеличивалось.
Количественное изучение аэроионного потока встретило ряд затруднений. Аэроионы, увлекаемые воздушной струей, не ограниченной какими-либо направляющими поверхностями, постепенно расте-
|
Расстояние от источ |
Скорость потока. |
Время зарядки |
Число аэроионов |
|
ника аэроионов,м |
м/с |
электроскопа, с |
на 1 см2 приемно |
|
го экрана, п-10* |
|||
|
1 |
1,3 |
3 |
1,4 |
|
2 |
0,8 |
15 |
0,5 |
|
3 |
0,4 |
65 |
0,2 |
|
4 |
0,3 |
190 |
0,1 |
кались по всей комнате. В 4 м от источника аэроионный поток не имел достаточного постоянства ни в скорости, ни в числе аэроионов, что, вероятно, вызывалось рядом причин: конвекцией воздуха комнаты от отопления и окон, присутствием экспериментатора, металлическими предметами и т.д.
В условиях значительных концентраций аэроионов для количественных измерений использовался метод зарядки измерительного прибора, причем величина естественного рассеивания в учет не принималась. Метод снятия заряда ввиду крайней быстроты протекавшего процесса в этих условиях применять было затруднительно.
На расстоянии 1 —4 м от источника аэроионов делались измерения скорости воздушного потока анемометром Казелла и одновременно по секундомеру определялось время зарядки электроскопа от нуля до предельного значения — 240 В. Приемная площадь измерительного экрана была равна 45 см , эта величина и принималась при вычислениях за площадь сечения измеряемой части аэроионного потока. Для униполярного, отрицательно заряженного потока аэроионов были получены данные (средние числа из ряда наблюдений), приведенные в табл. 14.
Как видно из этой таблицы, убывание числа аэроионов с расстоянием приблизительно следует закону показательной функции.
Форма этой закономерности указывает на процесс рекомбинации аэроионов, подчиняющийся тому же закону показательной функции, где убывание числа аэроионов является функцией времени. В наших же опытах убывание связано с расстоянием в различных сечениях аэроионного потока. Очевидно, обе закономерности становятся идентичными при условии равномерности движения аэроионов в потоке: путь пропорционален времени. Закономерность убывания аэроионов с расстоянием можно было бы рассматривать как следствие обычно имеющих место процессов рекомбинации и диффузии, но нельзя забывать об увеличении сечения аэроионного потока с расстоянием и связанного с этим уменьшения концентрации аэроионов, которая должна была бы убывать обратно пропорционально квадрату расстояния. Наблюдавшаяся в наших условиях закономерность уменьшения числа аэроионов, очевидно, является следствием суммарного действия указанных причин.
|
Расстояние от источника аэроионов, м |
Время зарядки, с |
Потенциал, В |
Число аэроионов, приходящихся на 1 см2 приемного экрана, п-107 |
|
0,2 |
1,5 |
240 |
8 |
|
0,3 |
10 |
200 |
3 |
|
0,5 |
45 |
160 |
2,5 |
|
1 |
60 |
140 |
2 |
|
2 |
600 |
120 |
1,6 |
Для проверки полученных результатов измерения (табл. 15) были осуществлены следующим образом: вентилятор, подававший поток воздуха, выключался; измерительным прибором служил однонитный электрометр Вульфа, градуированный на вольты, к нему присоединялся приемник аэроионов, последним служила частая металлическая сетка площадью 76 см .
Убывание числа отрицательных аэроионов в случае естественного их распределения в воздухе (без вентилятора) лишь приближенно следует закону уменьшения их числа с расстоянием. Это, как и следовало ожидать, указывает на близость данных условий опыта процессу естественного распространения аэроионов от точечного источника.
Были поставлены опыты, имевшие своей целью сравнение гальванометрического метода измерений (табл. 16) с электрометрическим. Для измерений был применен зеркальный гальванометр Сименса чувствительностью порядка 10” А. Приемным экраном служила сетка площадью 76 см .
Таблица 16. Число аэроионов (измерено гальванометром)
|
Расстояние от экрана, м |
Число делений шкалы |
Число аэроионов, приходящихся на 1 см2 приемного экрана, п-107 и |
|
0,35 |
4,4 |
5 |
|
0,5 |
3 |
3,2 |
|
1 |
2,2 |
2,5 |
|
2 |
0,9 |
1,2 |
|
4 |
0,5 |
0,4 |
Эти измерения показывают, что независимо от условий, сопровождающих поток аэроионов отрицательной полярности (с вентилятором или без него) еще на расстоянии 4 м от источника аэроионов мы имеем миллионы аэроионов, падающих на 1 см экрана, или сотни тысяч аэроионов в 1 см воздуха.
Выше мы уже упоминали о том, что электроэффлювиальный метод получения аэроионов сопровождается электрическим полем между люстрой и землей. Это обстоятельство в свое время вызывало споры и послужило поводом к тщательному изучению вопроса. Пришлось заняться выработкой способа исключения электрического поля при
работе наших установок. Для этого в ЦНИЛИ были изучены два типа аэроионогенераторов, которые дают униполярный, свободный от электрического поля поток легких отрицательных аэроионов.
Первый тип аэроионогенератора представляет собой горизонтально расположенный цилиндр из листового железа, закрытый спереди металлической сеткой. С другой стороны помещается электрический вентилятор, направляющий по оси цилиндра поток воздуха. Сбоку (или сверху) цилиндр имеет квадратный вырез (10x10 см), закрытый стеклянной парафинированной пластинкой с отверстием для провода, подводящего ток к люстре, которая подвешена вертикально на стеклянных изоляторах. Электроэффлювиальная люстра состоит из кольца, обтянутого металлической сеткой (ячейка с размером сетки 3x3 см), в которой вставлено девять острий, что соответствует примерно оптимальным условиям аэроионообразования. Люстра вместе с изолятором может передвигаться в особых прорезах по оси цилиндра для приближения и удаления концов острий от сетки из спиц. Спицы и цилиндр аэроионогенератора заземлялись. Генератор тока и подводящие провода были тщательно экранированы.
Исследование защитного (от электрополя) действия спиц производилось следующим образом. На люстру подавалось напряжение. Между люстрой и приемным экраном помещались проволочные спицы в различных сочетаниях и на различных расстояниях друг от друга. Измерения производились при градиенте потенциала около 3000 В на см и расстояния спиц одна от другой в 1—4 см. Эти опыты показали, что при определенном числе спиц электрометр не обнаруживает электрического поля люстры.
В аэроионификационных установках обычно применяются напряжения порядка 30 кВ и выше с большим градиентом потенциала, поэтому надй было проверить, насколько сетчатая защита эффективна при высоких потенциалах. Аэроионы, освобожденные от поля люстры, несут заряды, являющиеся источниками своего рода микрополей, что сказывается при всех электростатических измерениях. Например, даже при полной герметизации измерительного прибора в наших опытах (стеклянный колпак, в котором находился электроскоп, был опрокинут в ванну с керосином) электроскоп обнаружил индуцированный заряд. Этот факт можно объяснить тем, что аэроионы, осевшие на внешней поверхности колпака, создавали свое “микрополе”.
Опыты позволяют считать достаточной для практических целей электростатическую защиту в виде проволочной сетки с размером . ячеек 2x2 см, при которой влияние поля электроэффлювиальной люстры уже на расстоянии 50 см не сказывается. Уменьшение размера ячеек сетки вызывает увеличение поглощения ею аэроионов. В табл. 17 приведены результаты измерений (при незаземленной сетке) среднего числа аэроионов в 1 см3 воздуха на различных расстояниях от люстры и при разных размерах ячеек защитной сетки.
Из этой таблицы видно, что уменьшение размеров ячеек снижает “выход” аэроионов.
Таблица 17. Число аэроионов на различных расстояниях от электроэффлювиальной люстры при различной частоте сетки
Число аэроионов (и • 106) в I см3 при размере ячейки, см
3x3 "j 2x2 1 1x1
Определение “коэффициента поглощения” сеткой аэроионов, т.е. отношения числа аэроионов, прошедших за сетку, к общему числу аэроконов, поступающих к сетке, могло быть экспериментально произведено лишь при определенных условиях. Обнаружилось, что металлическая заземленная сетка с размером ячеек 2x2 см пропускает только 1—2% аэроионов.
Следует отметить, что заряд защитной сетки также влияет на выход аэроионов. При незаземленной сетке выход аэроионов за нее увеличивается почти на 50—70% по сравнению с выходом при заземленной сетке. Незаземленная сетка при этом принимает значительный потенциал — по нашим измерениям до 2—3 кВ. Приближение острий эффлювиальной люстры к сетке вызывает увеличение ее потенциала до 4 кВ. Сетка получает заряд благодаря оседанию униполярных аэроионов. При этом быстро наступает своего рода насыщение сетки, обусловленное ее емкостью, и аэроионы, идущие от эффлювиальной люстры и увлекаемые воздушным потоком, в большем числе проходят за сетку. Хотя вертикальный электроэффлювиатор имеет ряд преимуществ при лабораторных исследованиях, все же практически в целях аэроионификации помещений более удобен поток аэроионов, направленный сверху вниз. Поэтому изучен горизонтальный тип аэроионогенератора с электростатической защитой, дающей направленный вниз поток аэроионов без электрического поля.
Второй тип аэроионогенератора состоит из круглой электроэффлювиальной люстры, подвешенной на стеклянных изоляторах внутри цилиндрической проволочной клетки. Сверху помещен электрический вентилятор, дающий поток воздуха вниз. Размеры люстры этой модели были следующие: диаметр 23 см; число острий 14, что составляет 310 острий на 1 м . Защитная клетка имела диаметр 36,5 см и высоту 18,5 см. Она состояла из остова, сделанного из металлической проволоки, обтянутого сеткой из переплетенной никелиновой проволоки; размер ячеек был принят 2x2 см. Расстояние острий люстры от нижней сетки, как и других заземленных частей клетки, зависит от подаваемого на люстру напряжения и рассчитывается с некоторыми избытками по сравнению с тем расстоянием, которое отвечает искровому промежутку для данного потенциала. Подача напряжения на люстру осуществлялась проводом, изолированным двумя толстостенными стеклянными трубками, вставленными одна в другую. Наружная трубка обклеивалась станиолем, соединенным с землей.
Таблица 18. Число легких положительных и отрицательных аэроионов, полученных от электроэффлювиальной люстры без внешнего электрического поля на расстоянии 1 мот защитной сетки
|
Скорость потока, м/с |
Потенциал заряда, получаемого в 1 с на 1 см1 приемного экрана |
Число аэроионов на 1 см2/с ~| в 1 см^ |
|
|
1,38 |
Аэроионы положительной полярности 267 3,74-10* |
2,6110е |
|
|
1 |
218 |
2,83-10* |
2,83-10* |
|
0,82 |
192 |
2,5-10* |
3,0510е |
|
0,71 |
160 |
2,08-10® |
2,9310е |
|
0,65 |
141 |
1,83-10® |
2,81 10е |
|
0,52 |
126 |
1,64 -10® |
3,15 10* |
|
0,4 |
100 |
1,3110® |
3,27-10* |
|
0,26 |
75 |
9,8 * 107 |
3,77-10* |
|
1,43 |
Аэроионы отрицательной полярности 266 3,45-10® |
2,42-10* |
|
|
1,25 |
240 |
3,1210® |
2,49-10* |
|
1,05 |
200 |
2,6-10® |
2,47-10* |
|
0,91 |
177 |
2,310® |
2,52-10* |
|
0,77 |
150 |
1,95-10® |
2,53-10* |
|
0,66 |
133 |
1,73-10® |
2,62-10 6 |
|
0,54 |
96 |
1,25-10® |
2,32-10* |
|
0,26 |
59 |
7,7 -107 |
2,96-10* |
Были поставлены опыты по определению влияния скорости воздушного потока на плотность аэроионов. Электрометр помещался на расстоянии 1 м от защитной сетки аэроионогенератора, скорость воздушного потока изменялась в пределах от 1,5 до 0,25 м/с. Измерения проведены для аэроионов обоих знаков (табл. 18).
Рассмотрение этих данных позволяет сделать заключение, что число аэроионов, попадающих на 1 см приемного экрана в 1 с, и их плотность больше при положительной, чем при отрицательной полярности аэроионов. Плотность аэроионов обоих знаков почти не зависит от скорости воздушного потока. Незначительное убывание плотности аэроионов с уменьшением скорости воздушного потока возможно объяснить тем, что приемным экраном служила частая металлическая сетка, которая при больших скоростях потока могла пропускать часть аэроионов.
Было также исследовано примерное распределение аэроионов обоих знаков на горизонтальную поверхность. Число аэроионов, получаемых на 1 см горизонтальной поверхности, измерялось электрометрическим методом. Плавное течение изоаэроионных кривых (линий одинакового числа аэроионов, приходящихся на 1 см2/с) получается лишь в свободном помещении. Наличие мебели, приборов, металлических предметов искажает ход этих кривых, что хорошо объясняется неравномерностью пространственного распределения силовых линий
а)
Рис. 32. Изолинии распределения аэроионов отрицательной полярности на уровне роста человека при работе электроэффлювиальных люстр при V-90 кВ в помещении с площадью пола 25*15 м (по A.JI. Чижевскому и P.JI. Брокшу)
а — при одной люстре; б — при двух люстрах
электрического поля, образуемого электроэффлювиальными люстрами. Даже на расстоянии 7—8 м от источника аэроионов были обнаружены десятки тысяч аэроионов в 1 см3. Этими опытами была доказана возможность получения достаточных концентраций аэроионов от электроэффлювиальной люстры без внешнего электрического поля.
Несколькими годами позже в Московской лаборатории ионифика- ции строительства Дворца Советов был тем же методом изучен вопрос о пространственном распределении униполярных аэроионов на уровне роста человека в зале с площадью пола 15x25 м и высотой 6,5 м. Элек- троэффлювиальная люстра (без защитной сетки) диаметром 2 м висела на изоляторах на высоте 4,5 м от пола. К люстре был подведен ток напряжением U - 90 кВ.
На рис. 32, а представлены изоаэроионные кривые. При двух элек- троэффлювиальных люстрах, симметрично размещенных по отношению к стенам, и при тех же условиях мы получили изоаэроионные кривые, приведенные на рис. 32, б. В последнем случае можно видеть более равномерное распределение концентрации аэроионов по пространству залы. При большем числе люстр (например, при четырех) можно было бы, по-видимому, получить еще более симметричную картину изоаэроионных линий.
При наличии нескольких электроэффлювиальных люстр, подвешенных к потолку помещения в шахматном порядке, концентрация аэроионов на уровне зоны дыхания может быть легко доведена до своих максимальных значений (108—109 аэроионов в 1 см ). Такие высокие концентрации аэроионов, естественно, могут наблюдаться только в больничных палатах или в местах большого скопления людей, где необходимо нейтрализовать положительные аэроионы, выделяемые дыханием, или осаждать из воздуха пылевые или другие загрязняющие частицы. Для создания электрического режима воздуха электрокурортов в обычных населенных или жилых помещениях число электроэффлювиальных люстр соответственно уменьшается и вся уста-
Рис. 33. Кривая распределения аэрононов при закрытом способе аэроионификации зала (электроэффлювиатор помещен в устье вентиляционной системы)
новка упрощается. Электроэффлювиаторы, помещенные в вентиляционных отверстиях, также дают достаточное насыщение залы аэроионами. Кривая распределения числа аэроионов в одном из таких случаев изображена на рис. 33.
Приведем несколько примеров аэроионификации обитаемого помещения с помощью электроэффлювиального метода.
На рис. 34, а приведены результаты опыта аэроионификации помещения, имеющего объем около 84 м , в котором постоянно находятся 10 чел. Работает одна электро- эффлювиальная люстра с напряжением 35 кВ. Курение в помещении запрещемо. На кривых представлена динамика концентрации легких положительных и отрицательных аэроионов за 150 мин. Измерения числа аэроионов производились каждые 10 мин.
Динамика числа аэроионов говорит о возможности непрерывно поддерживать в населенном помещении то число аэроионов отрицательной полярности, которое наблюдается в этом же помещении до его занятия людьми.
На рис. 34, б приведены результаты опыта аэроионификации помещения, имеющего объем 47,5 м , в котором присутствуют 3 чел. Курение в помещении запрещено. Окна закрыты. Работает одна маленькая электроэффлювиальная люстра напряжением около 38 кВ. Динамика числа легких положительных и отрицательных аэроионов: кривые показывают, что число положительных аэроионов при данном числе отрицательных падает до минимума.
На рис. 35, а приведены результаты опыта аэроионификации населенной комнаты объемом 65 м , в которой присутствуют 5 чел. Форточка открыта. Курение запрещено. К 70-й минуте число легких аэроионов падает до минимума, в этот момент включается аэроионогенератор (см. стрелку). Число аэроионов отрицательной полярности доводится до 500 в 1 см . Одновременно число положительных аэроионов падает до минимума.
На рис. 35, б приведены результаты опыта аэроионификации жилого (3—5 чел.) помещения, имеющего объем 47,5 м . Динамика числа легких и тяжелых аэроионов обеих полярностей с 22 ч вечера до 9 ч утра следующая. До включения аэроионогенератора кривые легких аэроионов неизменно падают, кривые тяжелых аэроионов возраста-
Рис. 34. Аэроионификация населенного помещения а — объемом 84 м , в котором находятся постоянно 10 чел.: 1 — люди вошли в зал; 2 и 4 — соответственно первое и второе включение в работу аэроионогенератора для получения отрицательных аэроионов; 3 —^выключение из работы аэроионогенератора; б — объемом 47,5 м , в котором находится 3 чел.; 1 — включение в работу аэроионогенератора с регулировкой; 2 — выключение из работы аэроионогенератора
ют. В 4 ч утра включен аэроионогенератор, продуцирующий легкие отрицательные аэроионы с регулировкой их числа. Легкие и тяжелые аэроионы положительной полярности вскоре исчезают m воздуха. Число легких аэроионов отрицательной полярности доводится до 2700 в 1 см . Число тяжелых аэроионов отрицательной полярности значительно сокращается. Измерения легких и тяжелых аэроионов производились каждый час по очереди.
Из изложенного выше следует, что для создания оптимального аэроионного режима обитаемых помещений и целых зданий могут
alt="" />
Рис. 35. Аэроионификация обитаемого помещения
а — объемом 65 м , в котором находятся 5 чел.: 1 и 2 —«соответственно для положительных и отрицательных аэроионов; б — объемом 47,5 м , в котором находятся 3—5 чел.: и 2 — соответственно для легких и тяжелых аэроионов
быть предложены два вида централизованной аэроионификации. Основные их особенности можно представить в следующих формах.
А. Подача из центра здания в периферийные помещения с помощью высоковольтного кабеля тока высокого напряжения и подводка его к электроэффлювиальным люстрам “открытого” типа (люстры подвешены к потолку помещения) и “закрытого” типа (электроэффлювиаторы помещаются в специальных стенных и потолочных нишах). Трансформаторно-кенотронная аппаратура находится в центральной аппаратной. В случае необходимости электроэффлювиаль- ные люстры заключаются в защитную сетку (для освобождения от электрополя).
Б. Прокладка высоковольтного кабеля производится по воздуховодам вентиляционной системы к электроэффлювиаторам (шарового типа с остриями), которые размещены в устьях вентиляционных каналов, защищенных решеткой из изоляционного материала. Трансформаторно-кенотронная аппаратура помещается в центральной аппаратной.
Можно считать, что эти два способа являются наилучшими из всех до настоящего времени предложенных. Полная безопасность гарантирована специальной схемой, реле безопасности и соответствующим сопротивлением. Справедливо ли утверждение, что отрицательные аэроионы - это аэроионы кислорода воздуха. Все элементы можно подразделить по их электрическим свойствам, вытекающим из явлений электролитической диссоциации, на элементы электроотрицательные и электроположительные. Так, отрицательный электролитический ион обычно состоит из атомов элементов, находящихся с правой стороны периодической таблицы Д.И. Менделеева (кислород). Положительными ионами всегда становятся атомы металлов или водорода, атомы, стоящие с левой стороны этой таблицы. Валентность по водороду растет справа налево, а по кислороду увеличивается слева направо. С ее увеличением электроположительный характер элементов ослабевает и переходит в электроотрицательный. Известно, что правосторонние элементы обнаруживают стремление соединяться с отрицательным электричеством, левосторонние таких свойств не обнаруживают. Отсюда следует заключить, что в газах носитель отрицательного заряда электрон — может гораздо легче соединиться с молекулами электроотрицательного газа, каким является кислород, чем с молекулами газов электроположительных. Можно сказать, что электрон “имеет сродство” с молекулами электроотрицательных газов и потому легче всего входит с ними как бы в “химическое соединение”, легче вступает в их систему.
Основной причиной данного явления необходимо признать свойства электронных оболочек или периферических электронов электроотрицательных газов. Это свойство заключается в том, что группировка из шести электронов (кислород) или из семи электронов (хлор)/>имеет тенденцию пополнять число своих электронов до восьми, что помогает системе приобрести наибольшую устойчивость. Стремление атома электроотрицательного элемента к устойчивости его электронной системы рассматривается как “сродство” электроотрицательного атома к электрону. Атом кислорода имеет шесть периферических электронов. Чтобы образовать устойчивую конфигурацию из Ьосьми электронов, ему необходимо присоединить извне еще два электрона. Наличие движущихся в воздухе свободных электронов, возникающих при действии электроэффлювиального аэроионизатора, создает благоприятные условия для превращения нейтральной молекулы кислорода в отрицательный ион молекулярных размеров. Эти благоприятные условия соединения электрона с молекулой электроотрицательного газа — кислорода — возникают в соотношении 1 на 106 столкновений (Леб).
О величине сродства к электрону молекул и атомов можно судить как на основании разнообразных опытов по взаимодействию, так и на основании теоретических расчетов. Но в применении к молекулам экспериментальные методики обычно не дают однозначных результатов, а теоретические методы оказываются несостоятельными, когда рассматриваемые отрицательные ионы отклоняются от сферической симметрии. Поэтому наука располагает лишь неполными сведениями о сродстве молекул атомов к электрону (Причард).
Тюкген с помощью масс-спектрографа исследовал отрицательные ионы, образующиеся в разрядной трубке при высоком градиенте потенциала поля под воздействием быстрых электронов на сухой воздух, кислород, водород, гелий, неон и аргон. В качестве продуктов реакции был обнаружен ряд отрицательных ионов, в том числе О" и О2. Тюкген в этих опытах не нашел отрицательного иона озона Оз. Опыты других исследователей с медленными электронами не обнаружили присоединения электрона к СО2 (Массей). Приближенные квантово-механические расчеты дали для сродства молекулы водорода к электрону отри- цательные значения, приближенно равные 54 ккал/моль (226,26 Дж/моль) (Эйринг, Гиршфельд и Тайлор). Оценки с помощью экстраполяционных формул сродства благородных газов к электрону привели к значениям: для гелия — 13 ккал (54,42 Дж), для неона — 29ккал (121,39 Дж) (Причард). Из этих данных можно сделать вывод
о том, что молекулы N2, СО2 и Нг, равно как и атомы благородных газов, не дают стабильных ионов отрицательного знака.
Из молекул газов воздуха легче всего образуется отрицательный ион молекулярного кислорода О2. По данным И.А. Казарновского, наиболее вероятным значением сродства молекулы кислорода электрону является найденное им из энергии решеток и равное 22 ± 10 ккал (92,1 ±41,9 Дж), что подтверждается и другими методами. Таким образом, рассмотрение этого вопроса приводит к исключительно важному выводу: как в естественной обстановке, так и при искусственном ионизировании воздуха отрицательные аэрои
оны являются молекулами кислорода, несущими электрический заряд отрицательной полярности.
Эти соображения, высказанные автором в прелиминарной форме еще в 1922 г., подтверждаются экспериментальными работами Марселя Лапорта, который показал, что кислород воздуха ионизируется в отрицательной полярности (А. Денье, 1952). Это еще раз подтвердил Т. Мартин в 1954 г.; он же нашел, что положительные аэроионы образуются за счет углекислоты.
Весьма важно заметить, что при испорченном в физико-химиче- ском отношении воздухе не помогут никакие электрические заряды. Электрический заряд не сделает такой воздух максимально биологически активным. Отрицательный заряд будет полезен только в том случае, если воздух содержит нормальный процент кислорода, не вступившего в соединение с другими многочисленными химическими загрязнениями воздуха обитаемых помещений. Застоявшийся, непро- ветренный, тяжелый воздух населенных комнат или спален с огромным число псевдоаэроионов (выдохнутые за время сна аэрозоли, заряженные летучие вещества, испарение кожи и т.д.), т.е. воздух “испорченный”, надо заменить другим — внешним чистым воздухом с нормальным содержанием кислорода. Ошибочным является предположение о том, что аэроионы могут улучшить качество непригодного воздуха, воздуха, не полноценного в биологическом отношении. Прежде чем аэроионифицировать помещение, надо проветрить его. Перед сеансом аэроионизации следует открыть форточки или окна. Следовательно, вентиляция, создающая достаточный приток внешнего воздуха, является важнейшим фактором. И только после внедрения вентиляции должна решаться другая еще более существенная задача аэроионификация. Ликвидация электрического пульсирующего поля одного направления, возникающего между электроэффлювиальной люстрой и землеь (полом). Этого весьма легко добиться с помощью заземленной клетки Фарадея с ячейками определенного размера, которая будет пропускать достаточное число отрицательных аэроионов.
Можно еще прибегнуть к следующему способу. Под электроэффлювиальной люстрой на изоляторах прикрепляется на определенном расстоянии редкая металлическая заземленная сетка, покрытая диэлектриком. Между сеткой и люстрой возникает электрическое поле. Аэроионы ускоряются полем и, проникая через ячейки сетки, движутся дальше по инерции и диффундируют. Некоторая часть аэроионов оседает на поверхности диэлектрика и препятствует последующему оседанию аэроионов. В ЦНИЛИ еще в 1931—1933 гг. был тщательно изучен вопрос об освобождении электроэффлювиальных люстр от электрического поля. В результате этих работ выяснилось, что электрическое поле электроэффлювиальных люстр не вызывает какого-либо заметного биологического действия.
Некоторые критики электрическое поле электроэффлювиального
аэроионизатора характеризовали отрицательно. Но постоянное электрическое поле как раз является естественным фактором природы, отсутствующим внутри зданий. Эквипотенциальные поверхности электрического поля земной атмосферы огибают здания, и внутри зданий градиент электрического поля атмосферы равен нулю. Электрическое поле электроэффлювиальной люстры совершенно не должно нас смущать, ибо как раз такое электрическое поле наблюдается в естественной обстановке вне зданий, крыш или навесов. При хорошей погоде в обычной обстановке вне зданий градиент потенциала электрического поля атмосферы равен: = 100 В/м, во время грозовых
явлений 40000 В/м. В электроэффлювиальных установках градиент потенциала электрического поля на электроэффлювиальной люстре равен 8000—15000 В/м.
При франклинизации градиент потенциала электрического поля между “пауком” и головой больного доходит до 40000 В/м.
Несмотря на то что вопрос о “влиянии” электрического поля электроэффлювиальных люстр был решен отрицательно, в ЦНИЛИ в 1933—1934 гг. проводились специальные исследования с биологическими индикаторами. Для этих целей было изучено влияние на биологические объекты аэроионизации отрицательной и положительной полярности, получаемой от электроэффлювиальной люстры, которая помещена в клетку Фарадея и сообщается с землей, т.е. без электрического поля.
После многочисленных исследований сравнительного характера не удалось обнаружить биологического и физиологического действия электрического поля, возбуждаемого электроэффлювиальной люстрой. Ни один из опытов над ростом животных, реакциями нервной системы и картиной крови не показал сколько-нибудь заметных результатов влияния электрического поля на подопытные объекты.
Результаты, полученные от этих исследований, дают основание утверждать, что аэроионы обладают определенным физиологическим и биологическим действием, в то время как одно электрическое поле электроэффлювиальных установок таких свойств совершенно не проявляет. Эти результаты, тщательно проверенные и изученные в ЦНИЛИ, дают основание в дальнейшем пользоваться электроэффлювиаль- ными люстрами без защиты от электрического поля, которое оказалось физиологически и биологически недеятельно вопреки ошибочным утверждениям некоторых исследователей.
Остановимся на работе, выполненной К.А. Головинской в Биологическом отделении (зав. отделением А.А. Передельский) ЦНИЛИ на хорошо изученном объекте — плодовой мушке дрозофиле.
(это исследование весьма наглядно показывает биологическое действие именно униполярных аэроионов. Исследования не только показали большую чувствительность определенных стадий развития дрозофилы к воздействию униполярных аэроионов, но и позволило использовать ее в качестве своеобразного дозиметра. Таким образом, в этой работе в качестве теста на влияние аэроионов служит скорость эмбрионального развития дрозофилы.
|
Вылупле |
Вылупление личинок дрозофилы в опытной группе, 7? |
||||||||
|
ние личи |
- — - |
— |
— |
||||||
|
нок дрозо |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
сред |
|
филы в |
нее |
||||||||
|
контроль |
|||||||||
|
ной груп |
|||||||||
|
пе, 7г |
|||||||||
|
10 |
13,3 |
13.2 |
12 |
14.3 |
13,2 |
||||
|
20 |
22,4 |
20,1 |
11,7 |
20 |
15.3 |
30,5 |
20 |
||
|
30 |
28^2 |
28,2 |
21,1 |
29,1 |
18,2 |
23,1 |
36,1 |
22,7 |
25,8 |
|
40 |
34 |
36,3 |
33.7 |
38,2 |
27,5 |
29.7 |
41,7 |
28,7 |
33,7 |
|
50 |
40,2 |
44,4 |
44,3 |
45,5 |
36,8 |
36,3 |
47,3 |
34,2 |
41.1 |
|
60 |
47 |
53,3 |
52,8 |
52,2 |
46,1 |
45.2 |
55 |
39,7 |
48.9 |
|
70 |
53.8 |
67,3 |
61.3 |
58,9 |
55,4 |
57 |
70 |
45,2 |
58,6 |
|
80 |
60,6 |
81,3 |
69,8 |
65,6 |
64,7 |
68.8 |
85 |
58,4 |
69,3 |
|
90 |
67,4 |
95,3 |
78.3 |
72,3 |
77,7 |
80,6 |
100 |
72,4 |
80,5 |
Объекты, в данном случае яйца дрозофилы, отложенные на предметных стеклах, помещались под электроэффлювиальной люстрой, в клетке из металлической проволоки, т.е. в клетке Фарадея с размером ячеек 3x3 мм. Эта клетка заземлялась. Этот прием позволяет считать, что силовые линии поля не достигали изучаемого объекта. 11ал ичие аэроионов устанавливалось с помощью фонтактоскопа фирмы “Гюнтер и Тегетмейер”. Ток поступал на люстру от рентгеновского трансформатора с .кенотронным выпрямителем. Концентрация аэроионов была порядка 10 —10 в 1 см .
Первые опыты сопровождались весьма большим числом аэроионов отрицательной полярности. Экспериментатор стремился получить наибольшую концентрацию аэроионов (макродозы), а потому использовал максимальное напряжение на люстре — 78 кВ, так как учитывал, что некоторое число аэроионов должно разряжаться на стенках заземленной клетки, снижая тем самым концентрацию внутри нее. Продолжительность сеанса составляла 60 мин. Расстояние от острий до клетки 1 м.
К.А. Головинская провела две серии опытов, охвативших восемь пар стекол с общим числом яиц, равным 1271 (табл. 19).
Из этой таблицы видно, что начиная с того момента, когда в контрольной группе вылупление личинок дрозофилы достигает 30%, в опытах мы наблюдаем неуклонный эффект торможения эмбрионального развития. Иначе говоря, эмбриональная ткань реагирует на отрицательные аэроионы диаметрально противоположным образом, чем ткани взрослых организмов: отрицательные аэроионы вызывают торможение ее развития. Если сопоставить эти данные с теми, которые имелись при воздействии комплекса в целом, то совершенно очевидно, что мы имеем эффект того же порядка не только в качественном, но и в количественном отношении, несмотря на то, что в одном случае действующим фактором был комплекс в целом, а в другом — только отрицательные аэроионы. Снова мы наблюдаем торможение в течение большей части периода вылуп- ления личинок дрозофилы и небольшое стимулирование в его начале.
В ЦНИЛИ было высказано предположение, что различия в характере эффекта, проявляющегося на разных стадиях вылупления личинок, определяются ощелачивающим действием отрицательных аэроионов, влияние которых стоит в зависимости от той стадии эмбрионального развития, которая подвергается воздействию. На основании этих соображений было предположено, что воздействие комплексом положительного знака должно оказать диаметрально противоположное влияние на ход вылупления личинок дрозофилы, т.е. вызывать по преимуществу стимуляцию эмбрионального развития.
Это побудило К.А. Головинскую поставить вторую серию опытов для выяснения влияния положительных аэроионов. Были все основания ждать противоположного эффекта. Как увидим, это предположение оправдалось.
| Вылупление |
Вылупление личинок дрозофилы в опытной группе, 7gt; |
|||||||
| личинок | - | - | ||||||
| дрозофилы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | срел |
| в контроль | ||||||||
| ной группе. | ||||||||
| 7, | ||||||||
| 10 | ||||||||
| 20 | 19,2 | 19,3 | 40 | 34 | 13,8 | 20,8 | 51,8 | 28,4 |
| 30 | 33,9 | 28,7 | 56 | 42,1 | 26.4 | 22,6 | 37.1 | 35,3 |
| 40 | 48,6 | 38,1 | 63,2 | 49 | 49,1 | 40,7 | 50.4 | 48,4 |
| 50 | 63,6 | 47,5 | 70,4 | 55,9 | 71,8 | 55,2 | 68.6 | 61,8 |
| 60 | 78 | 56.9 | 77,6 | 68.2 | 94,5 | 66.1 | 74,2 | 73,6 |
| 70 | 88,7 | 66.3 | 84,8 | 69,7 | 100 | 77 | 79.8 | 80,9 |
| 80 | 93,7 | 77 | 92 | 76,6 | 100 | 87,9 | 85,4 | 87,5 |
| 90 | 89,7 | 99,2 | 83,5 | 100 | - | 92,6 | ||
Результаты двух серий этих опытов, охвативших семь пар стекол с общим числом яиц 1154, сведены в табл. 20. Доза аэроионизации оставалась прежней.
Итак, вылупление личинок в опыте значительно опережает их вылупление в контрольной группе. Налицо очевидное стимулирование эмбрионального развития дрозофилы под влиянием положительных аэроионов, т.е. снова эффект, вызываемый аэроионами вне поля, идентичен с эффектом, вызываемым всем комплексом. Настоящее исследование показало с полной очевидностью, что только аэроионы из всего комплекса оказывают на организм свое мощное влияние.
При работе электроэффлювиальной люстры возникает также электромагнитное поле с частотой 50 Гц. Но электромагнитная волна длиной 6*10 м биологически инактивна. Она действует только на изолированный нервно-мышечный препарат подобно тому, как действуют на него искрение коллектора электродвигателя, включение и выключение ламп, плиток, радиоприемников, телевизоров, а также грозовые разряды, пылевые и снежные бури, т.е. явления, которыми окружен человеческий организм. Вредность электромагнитной волны указанной длины не доказана.
Одним из главных достоинств электроэффлювиального способа получения униполярных аэроионов является то, что он при определенных параметрах электроэффлювиальной люстры не производит озона и окислов (оксидов) азота. Об этом нами было указано еще в 1933 г. (Проблемы ионификации — Т. 1. — Воронеж, 1933. — С. 446). Количество окислов (оксидов) азота при работе установки находится в пределах их нормального содержания в атмосферном воздухе. Впоследствии (1939—1941) химический анализ воздуха в условиях аэроионификации производился нами неоднократно с теми же результатами. 3 табл. 21 и 22 даны исчерпывающие данные по этому вопросу.
Из новейших данных следует указать на работу Н.Д. Киселева (1958), который пишет, что при “темном” разряде с острий (20— 40 кВ) химический состав воздуха не изменяется. Этот факт с полной убедительностью был подтвержден Б.Е. Андроновым в 1959 г.
| Номер | Время действия | Объем воздуха. |
| опыта | электроэффлю- | пропущенный за |
| виального аэро | то же время | |
| ионизатора | через анализа | |
| при | тор. л | |
| U =35^45 кВ |
Таблица 21. Содержание озона* и окислов (оксидов) азота в воздухе при длительной работе электроэффлювиальной установки на расстоянии 2 мот люстры (по данным ЦНИЛИ, 1931 - 1935)
Серия
наблюдений
Количество окислов (оксидов) азота, мг/л
|
1 |
3 |
300 |
0.00023 |
|
2 |
2,5 |
235 |
0,00021 |
|
3 |
2 |
210 |
0.00021 |
|
4 |
5 |
525 |
0.00003 |
|
5 |
5 |
550 |
0,00004 |
|
6 |
5,5 |
625 |
0,00001 |
|
7 |
4,5 |
465 |
0,00001 |
|
8 |
4,5 |
465 |
0,00002 |
|
9 |
8 |
715 |
0,00005 |
|
10 |
8 |
720 |
0,00003 |
|
11 |
10 |
1005 |
0,00003 |
|
12 |
5 |
500 |
0,00002 |
* Не обнаружено.
В свое время работы ЦНИЛИ вследствие новизны проблемы вызывали ряд возражений. Некоторые авторы предполагали, что наиболее действенным агентом во всех наших физиологических опытах и клинических наблюдениях является озон, который может образовываться в небольших количествах одновременно с образованием аэроионов в несовершенно сконструированных электроэффлювиальных генераторах. Исследования полностью опровергли это предположение.
Советскими и иностранными исследователями твердо установлено противоположное физиологическое действие аэроионов положительной и отрицательной полярности. Если бы основным действующим фактором во всех опытах был электрически нейтральный озон, то, естественно, никогда не удалось бы открыть противоположного действия отрицательных и положительных аэроионов. Действие на организм нейтрального озона не дало бы отличающихся один от другого результатов, какие получаются при воздействии положительными и отрицательными аэроионами.
Из электрофизиологии еще со времени Пфлюгера известно, какую решающую роль играют полюсы при воздействии постоянным электрическим током на нервно-мышечный препарат (катэлектротон, анэ- лектротон). Во всех исследованиях в области аэроионификации мы всегда принимали во внимание полярность, ибо она играет основную и решающую роль в исходе всех опытов и всех наблюдений.
|
№ п.п. |
Режим и условия работы электроэффлювиальной установки в день отбора пробы |
Номер условных точек отбора проб |
Содержание в воздухе, мг/л |
Примечание |
|
| озона | окислов(оксидов) азота | ||||
|
При напряжении U.“- 40 кВ |
|||||
| 1 | Установка до опыта не работала; проба отоб | 1 |
Не обнару- Не обнаружено |
Помещение не имеет вентиля | |
| рана в 1-й час работы | жено | ции | |||
| 2 | 3 | То же | То же | ||
| 3 | 5 | 99 | 99 | ||
| 4 | 10 | 99 | 99 | ||
| 5 | Установка работала днем несколько часов, | 1 | 99 | 99 | |
| 6 | после перерыва (30-80 мин) снова включена | 3 | 99 | 99 | - |
| 7 | 4 | 99 | »9 | ||
| 8 | 5 | 9' | Следы | ||
|
При напряжении U - 60 кВ |
|||||
| 9 | До опыта установка не работала; | 1 |
Не обнару- Не обнаружено |
Реакция, по-видимому, за счет | |
| жено | окислов (оксидов) азота | ||||
| 10 | проба отобрана в 1-й ч работы | 3 | Следы | Следы (0,00004) | |
| 11 | 3 |
Не обнару- Не обнаружено |
|||
| жено | |||||
| 12 | 4 | То же | То же | ||
| 13 | Установка работала до опыта в течение | 1 | 99 | 99 | |
| 14 | 1,5-2 ч при U =40 кВ, после перерыва (15 мин) | 5 | 99 | 99 | |
| 15 | снова включена | 6 | 9 9 | 99 | |
Таблица 22. Анализ проб воздуха, отобранных в помещении с действующей аэроионизационной электроэффлювиальной установкой на расстоянии 2-4 м от люстры (поликлиника № 14 Куйбышевского района Москвы, 1958 - 1959 )
16
17
18
Опыт продолжен, проба отобрана на исходе 5-го ч работы
9
4
10
Продолжение табл. 22
|
№ п.п. |
Режим и условия работы электроэффлювиальной установки в день отбора пробы |
Номер ус- |
Содержание в воздухе, мг/л |
Примечание |
|
|
чек отбора проб |
озона |
окислов(оксидов) азота |
|||
При напряжении U = 80 кВ
19 Установка работала до опыта в течение 1,5 ч при 1 Не обнару-Не обнаружено
U =40 кВ; после перерыва (5 мин) снова вклю- жено
чена
Опыт продолжен, проба отобрана на исходе 5-го ч работы
То же То же
Следы Следы (0,00002) 11
На шинах установки замечены небольшие разряды
Если даже, вопреки всем экспериментальным данным, допустить образование стабильных молекул озона при генерации как положительных, так и отрицательных аэроионов, то и в этом случае необходимо признать, что основная роль в воздействии на организм принадлежит электрическим зарядам одной полярности, ибо электрически нейтральный озон полярным действием не обладает. Вся суть физиологических исследований в этой области заключается именно в установлении физиологического действия на данную функцию положительных и отрицательных зарядов (аэроионов кислорода).
Доказательством того, что озон никакого участия в наших исследованиях не принимает, являются две большие серии изысканий о действии на организм отрицательных частиц, полученных при механическом диспергировании воды.
Заметим, что большая серия исследований физиологического действия псевдоаэроионов была выполнена в 1938—1942 гг. в Ленинградской лаборатории аэроионификации строительства Дворца Советов. Условия работы гидроэлектрического генератора частиц были таковы, что образование озона не имело места. И тем не менее в этих опытах был получен противоположный эффект при действии именно разнозначных зарядов. Наличие же электрически нейтрального озона во вдыхаемом воздухе целиком сгладило бы именно противоположный эффект влияния отрицательных и положительных частиц.
Другая серия работ с псевдоаэроионами была осуществлена в Узбекском институте курортологии и физиотерапии (с 1949 г.) с помощью баллоэлектрического эффекта. В этих установках озон не обнаруживался: частицы возникали также в результате механического разбрызгивания и дробления воды под небольшим давлением [около 3 атм lt;—304 кПа) ]. Никаких факторов, которые могли бы в данном случае возбуждать образование устойчивых молекул озона, не оказалось.
Еще по теме 2. ЭЛЕКТРОЭФФЛЮВИАЛЬНЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ:
- ПРОХОЖДЕНИЕ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ ПО ВОЗДУХОНОСНЫМ ПУТЯМ И ДЕЙСТВИЕ ИХ НА ДЫХАНИЕ И ГАЗООБМЕН
- ДЕЙСТВИЕ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ НА ЭЛЕКТРОГУМОРАЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
- 4. ДЕЙСТВИЕ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
- ОТКРЫТИЕ ДЕЙСТВИЯ УНИПОЛЯРНЫХ АЭРОИОНОВ НА ОРГАНИЗМ
- МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕРМЫ
- МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕРМЫ
- Методы получения чистых культур и культивированияпочвенных микроорганизмов
- СХЕМА АЭРОИОНИФИКАЦИОННОЙ ЭЛЕКТРОЭФФЛЮВИАЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
- IV.2. ПОГЛОЩЕНИЕ АЭРОИОНОВ ВНЕШНЕГО ВОЗДУХА РАЗНЫМИ ФИЛЬТРАМИ И ПРИ КОНДИЦИОНИРОВАНИИ
- Искусственное получение апомиктов
- VIII.5. ДОЗИРОВКА АЭРОИОНОВ
- ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛЕГКИХ, СРЕДНИХ и ТЯЖЕЛЫХ АЭРОИОНОВ
- V.3. ПОТЕРИ АЭРОИОНОВ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА В ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВОЗДУХОВОДАХ
- ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ