【正文】 看它與哪些因素關(guān)。 同時還表明 ， l/M具有長度的因次 ， 因此稱 l/M為偶電層的厚度 ，并用 δ表示 ， 即 ? ?? ???iiirneZKTM2201 ???如果液體中只有一種正離子和一種負離子，且設(shè)他們的離子價相等；在遠離界面處，由于電中性，兩種離子的平均濃度亦相等，則可寫為： 由此可知，偶電層的厚度不僅與溫度與介電常數(shù)有關(guān)，還與離子價和離子均勻分布狀態(tài)下的平均濃度 n有關(guān)。 實驗發(fā)現(xiàn) ， 當固體與液體作相對運動時 ， 滑動不是直接發(fā)生在固體表面 ， 而是在液體內(nèi)部距固體表面有一距離 d處的 AB面上發(fā)生 ， 如圖 34所示 。 因此 ， 滑動面內(nèi)的那些液中離子與緊貼在固體表面上的離子一樣是不隨液 體流動而帶走的 。顯然這是兩種不同的電勢。 另外 ， 液體運動時還受到粘滯阻力作用， 根據(jù)牛頓公式 ， 單位面積上所受的粘滯阻力 ?0EF ?drduF ??因為 d很小 ， 在一段很小的距離 d內(nèi)速度由零變到 u， 因此 ， 可用速度隨距離變化的平均變化率 u/d來代替 du/dr， 于是 在穩(wěn)定流動時 ， 靜電力與粘滯力平衡 ， 即 duF ????0Edu?????00Eu r?消去 δ便得到電滲速度 從上式中可以看出，電滲速度與 ζ 電勢有關(guān)，它指出了測量 ζ 電勢的方法。 根據(jù)泊氏滯流公式 式中 l為管長 。m2， 水的相對介電常數(shù)εr=80， 從而求得 ζ=。由于 Is的存在，使管路一端有較多的正電荷，另一端有較多的負電荷，于是在管路兩端產(chǎn)生電勢差，叫做沖流電壓（又叫流動電壓），記為 U。在推導(dǎo)中，我們使用下述假設(shè)： （ 1）偶電層的厚度 δ遠小于管的內(nèi)半徑，即 δr。 根據(jù)假設(shè) （ 2） ， 不管液體是片流或紊流 ， 擴散層電荷總是在片流區(qū) 。 若設(shè)液體的電導(dǎo)率為 k， 則長為 l， 截面積為 πr2的液柱之電阻 R為 故在平衡狀態(tài)下 ， 沖流電流等于歐姆電流 ， 兩端的沖流電壓可表示為： 若將 （ 326） 、 （ 327） 代入上式 ， 即可得到片流和紊流狀態(tài)下的沖流電壓 。然而，對于大多數(shù)碳氫化合物的烴類液體，由于是非導(dǎo)電性液體，離子濃度小，電導(dǎo)低，偶電層的厚度可能遠大于紊流邊界層的厚度，上面的公式當然不適用。 在偶電層的固定層上若有一個確定的面電荷密度 δ， 與此對應(yīng)的擴散層電荷在空間形成體電荷密度 ρs， 因為偶電層是電中性的 ，所以在長為 dx的一段管路中 ， 液中電量與固定層上的電量之間有以下關(guān)系 （ 不計紊流邊界層 ） ： 即： r d xdxrs ???? 22 ????? rr s 22 ?其近似計算公式為 如果這些電荷從紊流邊界層上沖刷下去后又均勻分布于管內(nèi) ， 從 （ 330） 式可得 沖流電流為： 8/710?? eb rR??brsvrvrI???????022 ??如果引入雷諾數(shù) 式中 dP=2r為管道內(nèi)徑 ， 則： 可見 ， 沖流電流與速度的 。 （ 332） 式也只適用于這種液流 。 增加的速度取決于 τv。所以有的人認為，只要流經(jīng) τ v的距離電流或電荷密度就算達到了飽和 ,并把 τ v稱為飽和距離。 如果假定送入管路時液體就已帶有電流 I0， 這時應(yīng)該使用 l＝ 0， I＝ I0這一邊界條件來確定積分常數(shù) c， 這時 這就得到： 式中 I0為進入管路時的初始電流 。 當經(jīng)無限長管路后 ， 前者上升到飽和值 Is， 后者降為零 。 這時 ， 如果流經(jīng)管路亦很長 ，即 lτv， 則可認為 I早已達飽和 。Nikukadse給出湍流即紊流的 “ 助跑距離 ” L=（ 50~80） r。n在實驗研究的基礎(chǔ)上 ， 對沖流電流的飽和值提出了一個簡單經(jīng)驗公式 ， 來計算飽和電流的上限： 式中 d—— 管道直徑 ， m； v—— 液體流速 ， m/s 公式為 SI制，對計算無限長管道的紊流液體適用。 他預(yù)計電荷密度與流速成正比 ，即 v6????國際著名的液體靜電專家 ， 與同伴一起用 JP－ 4航空煤油在內(nèi)徑為 1/4英寸的光滑不銹鋼管內(nèi)作了四十多次沖流電流實驗 ， 得到如下 半理論半經(jīng)驗公式 ，該公式與他們的實驗結(jié)果很好的符合 ， 誤差小于土 5％ ，這個公式是以英制單位給出的 ， 為： 式中 v—— 液體流速 ， 英尺／秒； I0—— 液體流進管道時的初始電流 ， 單位為 1010A； l—— 管道長度 ， 英尺； I—— 管路中的電流，單位為 1010A。 式中 α、 β對不同的管道取不同的值 ， 如表 31所示 。 1952年查普曼（ ChaPman）使直徑 4mm的許多蒸餾水水滴落到速度為 m/s垂直射流中，則劇烈的破碎使每個水滴產(chǎn)生約1 1010C的電量，約合 103C/m3。 Matthews和 Mason1944年在 1500V/m的電場中和靜止空氣中，對下落水滴的破碎和起電進行實驗室研究。當場強達到 1500V/cm時，起電量可達到 103 C/m3，提高了近 550倍！ 實驗還發(fā)現(xiàn) ， 水面上的氣泡膨脹破裂時 ， 噴射出來的小水滴同樣是帶電的 。 這是因為偶電層的厚度隨溶液濃度增大而減小的結(jié)果 。 我國 1986年 10月爆炸的一艘 2萬多噸的油輪 ， 既未洗艙 ， 又未航行 ， 而是停泊在碼頭進行排放壓艙水作業(yè) 。因此，壓艙水同樣能在船艙空間產(chǎn)生帶電水霧，產(chǎn)生很強的靜電場。其達到飽和值所需時間更短。 5o 約 177。 必須指出 ， 無論是洗艙水還是壓艙水 ， 所形成的帶電水霧均是由一個個帶電懸浮粒子所組成 。 沉降起電（第二部分再講） ? 型油艙內(nèi)電場強度、油品時間常數(shù)理論值與實測值之間有巨大差異 .這是由沉降電勢所引起 . ? 沉降起電的本質(zhì)仍是接觸分離起電 . 氣體（蒸汽）靜電 純凈的氣體在通常條件下不會引起靜電，但由于氣體中往往含有懸浮液體微?；蚧覊m等固體顆粒，當高壓噴出時相互間磨擦、分離、能產(chǎn)生較強的靜電，如二氧化碳氣由鋼瓶噴出時靜電可達 8KV。 當人進行各種活動時，由于衣服之間、皮膚與衣服、鞋與地面、衣服與接觸的各種介質(zhì)間發(fā)生摩擦，可產(chǎn)生幾千伏甚至上萬伏的靜電。 人體靜電的極性和數(shù)值受人們所處的環(huán)境的溫濕度、所穿的內(nèi)外衣的材質(zhì)、鞋、襪、地面、運動速度、人體對地電容等因素影響。 電暈放電 電 暈放電是在不均勻電場強度很高的部分發(fā)生局部電離的放電。若要引發(fā)電暈放電，通常要求電極或帶電體附近的電場較強。其它能產(chǎn)生電暈放電的典型的電極結(jié)構(gòu)還有圓柱筒與其軸線上的細導(dǎo)線，細線與平板，尖端與平板等。根據(jù)放電尖端的極性不同，電暈放電可分為正電暈和負電暈兩種。在這種情況下，流向陽極的正離子難以從場中獲取足夠的能量引起陰極的二次電子發(fā)射，此時在尖端處維持放電過程的二次電子主要是由其附近的中性分子和原子的光電離而提供的。它產(chǎn)生的電流很小，約在 1μA到幾百個 μA之間。當放電電極為陰極時，電流脈沖重復(fù)頻率可達 104Hz；而防盜電極為陽極時，這一頻率可達106Hz。飛機、航天器、導(dǎo)彈在飛行過程中，機殼或彈體上會因磨擦而產(chǎn)生靜電。 刷形放電 這種放電往往發(fā)生在導(dǎo)體與帶電絕緣體之間。 當絕緣體相對于導(dǎo)體電位的極性不同時，其形成的刷型放電所釋放的能量和在絕緣體上產(chǎn)生的放電區(qū)域及形狀是不一樣的。在一定范圍內(nèi)，導(dǎo)體線度越大，絕緣體的帶電面積越大，刷型放電釋放的能量也越大。 Glor, Maurer已用哈特曼管的刷形放電成功點燃硫磺粉和聚乙烯粉 . 新實驗中確定的聚乙烯粉和硫磺粉的最小點火能量分別為 1— 3和 1mJ. 感應(yīng)性刷形放電 火花放電 火花放電是由于分隔兩電極的空氣或其它電介質(zhì)材料突然被擊穿，使電流急劇上升，電壓急劇下降，引起的放電?；鸹ǚ烹娛且粋€瞬變的過程。在發(fā)生火花放電時，靜電能量瞬時集中釋放，其引燃、引爆能力較強。在多數(shù)情況下，導(dǎo)體的靜電放電，形成一次火花通道便能放掉絕大部分靜電電荷，即靜電能量可以集中釋放。 傳播型刷形放電 在高速起電場所及靜電非導(dǎo)體背面襯有接地導(dǎo)體的情況下，在靜電非導(dǎo)體上所發(fā)生的放電能量集中的一種放電。只有當絕緣體的表面電荷密度大于 104C/m2時才可能發(fā)生。當絕緣板一側(cè)緊貼有接地金屬板時，就可能出現(xiàn)這樣高的表面電荷密度。傳播型刷型放電釋放的能量很大，有時可達數(shù)焦耳，因此其引燃引爆能力極強。這種放電的能量可達 10mJ。此種放電一般發(fā)生在直徑 3m以上或容積 100m3以上的料倉。 ? 雷狀放電，是在料倉內(nèi)發(fā)現(xiàn)了類似的放電。這類放電能量較小，引燃引爆能力弱。 靜電放電的危害 靜電放電有著高電壓，有的放電瞬時大電流，并伴有電磁輻射等特點，靜電放電可引起種種災(zāi)害。 ? 人體對靜電電擊的敏感程度 人體電位（ kV） 電擊程度 備注 完全無感覺 手指外側(cè)有感覺，但不疼 發(fā)出微弱放電聲 有針觸的感覺，有哆嗦感，但不疼 有被針刺的感覺，微疼 有被針深刺的感覺，手指微疼 見到放電的微光 從手掌到前腕感到疼 指尖延伸出微光 手指感到劇疼，后腕感到沉重 手指和手掌感到劇疼，稍有麻木感覺 人體電位（ kV） 電擊程度 備注 從手掌到前腕有麻木的感覺 手腕子感到劇疼，手感到麻木沉重 整個手感到疼，有電流過的感覺 手指劇麻，整個手感到被強烈電擊 整個手感到被強烈打擊 由于人體電擊刺激帶來的精神緊張，往往會造成手腳動作失常，被機器設(shè)備碰傷或從高處墜落，造成靜電危害的二次事故。 ⑶當兩導(dǎo)體電極間的電位低于 ，將不會因靜電放電使最小點燃能量大于或等于。 部分企業(yè)的防靜電措施 消除靜電危害的基本措施 ? 靜電燃爆事故，需滿足三個必要的條件 —— 形成了爆炸性混合氣體；空氣中有充足的含氧量；存在靜電點火源。它能隨著液面的高低而自動升降，飄浮自如。油品一般為高絕緣體，電導(dǎo)率很低，靜電荷在油品中的泄漏很慢。 控制裝油流速 ? 統(tǒng)計資料表明，全世界每年平均 6~10次大事故是在給裝卸油時發(fā)生的。例如，汽油、航空煤油之類的油品，在直徑為 鐵管內(nèi)、流量為每秒 10升時，單位時間內(nèi)的起電量可達 107A以上。若將流量提高到 15t/h，約經(jīng) 6分鐘靜電電位從 190V上升到 7000V。 有的是根據(jù)本國研究機構(gòu)的研究結(jié)果制訂的 ， 有的是工業(yè)部門或行業(yè)協(xié)會制訂的 。 但是 ，也有更保守的安全流速公式 ，例如比較有影響的西歐某一研究機構(gòu)提出如下公式： vd 控制注油方式 ? 一定要底部注油 . ? 注意注油管口形狀 . ? 使用防靜電罩 . 事故統(tǒng)計資料也表明，頂部裝油的事故幾率大大高于底部裝油。隨后以相同速度從下部注入，5分鐘后電位便從 6000V降到 300V。 因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用 。 1980年北大西洋組織就使用石油抗靜電添加劑達成協(xié)議，并制定了使用管理標準（ ASTM一 AG3747）。 目前的抗靜電添加劑的類型，基本上可分為陽離子表面活性劑，陰離子表面活性劑和兩性表面活性劑