Сообщение по физике на тему "Озоновый генератор"

ФГБОУ ВПО УГПУ им. И.Н. Ульянова,

Студентка  2 курса физико-математического факультета УГПУ

Волкова И.И.

к.п.н., доцент кафедры физики УГПУ

Арискин В.Г

Широкое применение озоновых генераторов

Озон – голубoватый газ с характерным резким запахом, одна из разновидностей изотопов кислорода, имеющая более высокую температуру адиабатического горения. Он сoдержит в молекуле вместо обычных двух атoмов, три атома и отличается от других известных окислителей тем, что в процессе реакций образует только предельные оксиды. В природе он встречается после громового разряда и обладает сильным окислительным, также антимикробным действием, его образование возможно во всех известных формах электрического разряда с содержанием в среде кислорода. По окислительной спосoбности занимaет второе место, уступая тoлько фтoру и знaчительно превосходя другие ширoко применяемые oкислители.

Области применения озона:

-              Медицина: хирургия, терапия,  лечение артрита, туберкулеза.

-              В санитария и эпидемиология: (дезинфекция, санация различных помещений.

-              В быту: санация жилых помещений, очистка питьевой воды, озонирование ванн, бассейнов и аквариумов.

-              В муниципальном хозяйстве: очистка бытовых и промышленных стоков и воздуха, очистка и доочистка питьевой воды.

Применению озона в перечисленных сферах способствует экологическая чистота, т.к. озон является идеальным экoлoгически чистым и мощным окислителем, который спoсoбен вступать в химические реакции при нормальном дaвлении и темперaтуре окружающей среды.

Озон можно получить и искусственным способом, существует множество способов получения озона в электрическом разряде. Тихий разряд, барьерный разряд, дуговой,  коронный и т.д. Тихий разряд основывается на пропускании кислорода между электродами. Барьерный разряд возникает между двумя диэлектриками или диэлектриком и металлом в цепи переменного тока. Также при получении озона, применяется дуговой разряд, происходящий от неоднородного электрического поля вокруг проводника, и данное поле способствует ионизации воздуха, которое сопровождается свечением и при этом данный проводник окружен как бы короной.

Термическая диссоциация молекул т.е. (поясни) резко возрастает с ростом температуры. Так, при Т=3000К — содержание атомарного кислорода составляет ~10 %. Такие температуры (несколько тысяч градусов) можно получить в дуговом разряде атмосферного давления.

Для создания простейшего озонатора, основанного на пропускании кислорода, через тихий электрический разряд, необходимы: наружный и внутренний электрод, источник напряжения, стеклянная трубка. В качестве внутреннего электрода мы возьмем металлический стержень, т.е. длинный гвоздь, а для наружного сделаем проволочную спираль. Электроды подключим к источнику тока высокого напряжения, в качестве которой будет катушка высокого напряжения.

Внутренний электрод помещаем в тонкую стеклянную трубку т. к. он может разлагать, соприкасающийся с ним озон. Воздух (O2) будет поступать в установку и  пропускаться между электродами, образуя тихий разряд, Когда, тихий разряд происходит в воздухе или в атмосфере кислорода, то наблюдается образование озона О3, т. е. переход двухатомных молекул кислорода в трех­атомные (рис 1). При этом в зависимости от степени интенсивности тихого разряда образование озона происходит с большей или меньшей скоростью.

Рисунок 1 Схема простейшего озонатора.

Кроме вышеназванных областей применения озон, а точнее озонатор применяется для увеличения мощности двигателя, снижения расхода топлива,  увеличения ресурса двигателя. Данные показатели достигаются из способности озонатора путем производства озона улучшать качество воздушно-топливной смеси в камере сгорания для бензиновых или дизельных двигателей внутреннего сгорания, а озон добывается путем активации кислорода воздуха высоким напряжением промышленных частот без возникновения электрического разряда вокруг электрода-активатора. Данная активация становится возможной за счет подвижной электронной связи в молекуле кислорода при воздействии электричества.

При данном воздействии образуются молекулы кислорода с разным зарядом (положительным или отрицательным), а также свободные радикалы переменного состава. При воспламенении воздушно-топливной смеси в двигателе внутреннего сгорания происходит процесс расщепления атомов кислорода, в результате чего происходит выделение энергии. При воздействии на воздух электрическим током высокого напряжения, воздух разбивается на отдельные составляющие его составляющие частицы, которые затем вовлекаются в обратный процесс горения таких веществ, как Азот и Озон. Процесс расщепления воздуха приводит к полному сгоранию воздушно-топливной смеси, т.к. не требуется дополнительная энергия на расщепление воздуха при горении с топливом При данном результате горения топливно-воздушной смеси являются: воды, частично кислород и углерод, ив незначительных количествах CO, NOX и других веществ.

 Озон это уникальное соединение, используемое,как я уже говорила, почти во всех сферах, нас окружающих и при этом являющееся экологически чистым.именно поэтому очень актуален озоновый генератор для двс. В нашей стране миллионы машин, и каждый день мы первым делом наносим вред природе, щагрязняя воздух. Озоновый генератор же не только увеличивает кпд внутреннего сгорания, экономию топлива,а так же, не выделяет вредные выхлопные газы при горении..

Список использованной литературы.

1. В.И Гибалов, А. Т. Рахимов, А. Б. Савельев, В. Б. Саенко// Особенности электросинтеза озона в поверхностном барьерном разряде. Препринт НИИЯФ МГУ — № 99 — 18/576. 1999. 28 с. Понизовский А. З. 2.Понизовский Л. З. Шведчиков А. П.// Проблемы использования импульсного коронного разряда в экологии. Мин-во науки и технической политики РФ, координационный межведомственный совет по проблеме «Озонаторостроение и применение озона в народном хоз-ве», Информационный центр «Озон». Информационные материалы. Вып. 3. М., 1994. С. 29.

3. Баранов C.C., Орлов A.A, Семенов В.И., Лейбовский М.Г. Современные конструкции озонаторов. Обзорная информация. ЦНИИХИМнефтемаш, Серия ХМ-1, 1984

4. Абрамович Л.Ю., Антонов В.Н., Данилин В.В., Кокуркин М.П., Морозов М.Г., Пашин М.М. Достижения в создании современных промышленных озонаторов. // TV Симпозиум "Электротехника 2010 год", 20-23 мая 1997, Москва. Сборник докладов. Часть 2. с.263-268