Window with Electrostatic Protection against Dust, Smoke, and Viruses

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorPakhomov, A. A.
dc.contributor.authorBevza, I. O.
dc.contributor.authorChadyuk, V. O.
dc.date.accessioned2022-11-25T09:57:24Z
dc.date.available2022-11-25T09:57:24Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThe article analyzes the effect of dangerous aerosols on the human body. In order to purify the air from aerosols, the effect of an electric field on them is considered. The electric and dielectrophoretic forces acting on submicron particles in an inhomogeneous electric field of two parallel wires are calculated. It is shown that part of this field is identical to the field between the wire and the grounded plate electrode located in the middle between the wires. This allows using a known formula for the electric field of a two-wire line to calculate the field gradient and the effect of dielectrophoresis on neutral particles. Smoke and dust particles already carry a negative charge, and a more or less uniform electric field is enough to move them. To filter neutral water droplets infected with the virus, you need either a field with a large gradient or a corona discharge. The paper shows that the polarization of particles in an electric field causes the particles to stick together, and larger particles settle faster on the electrodes of the filter. The design of a transparent electrostatic precipitator is proposed, which can be used to protect indoor air from external smoke, dust, or viruses.uk
dc.description.abstractukУ статті розглянуто аерозолі природного та штучного походження, які можуть бути небезпечні для здоров’я людини або безпосередньо, або як носії вірусів. Проаналізовано вплив таких аерозолів на організм людини. Відмічено, що найбільш небезпечними для людини є частинки субмікронних розмірів, оскільки вони не затриму-ються верхніми дихальними шляхами і потрапляють у легені. Є певна схожість у дії наночастинок диму і корона-вірусу на легені. Ця схожість проявляється у тому, що альвеоли у відповідь починають виділяти окиснювачі, які пошкоджують легені і викликають важкі форми пневмонії та серцево-судинних захворювань. Для очищення повітря приміщень використовують механічні, електричні (електростатичні) та хімічні фільтри, причому найкращу фільтрацію забезпечують системи з поєднанням усіх трьох типів фільтрів. Аналіз процесів, які протікають в електростатичному фільтрі, показує, що використовувані електродні напруги (більше 10 кВ) призводять до генерації озону, який за накопичення у приміщенні негативно впливає на організм людини. У статті проаналізовано, за яких умов можливе використання менших напруг для підтримання коронного розряду, необхідного для електризації аерозолів та їх осадження на електродах. Для цього розглянуто дію на аеро-золі електричного поля електродів різної конфігурації. Розраховано електричну та діелектрофорезну сили, які діють на субмікронні частинки в неоднорідному елект-ричному полі двох паралельних проводів. Продемонстровано, що частина цього поля є ідентичною полю між про-водом та заземленим пластинчатим електродом, розташованим посередині між проводами. Це дозволяє за допомо-гою відомого співвідношення для електричного поля двопровідної лінії розрахувати градієнт поля та дію діелект-рофорезної сили на нейтральні частинки. Частинки диму та пилу вже несуть негативний заряд і для їх переміщення достатньо більш-менш однорідного електричного поля. Для фільтрації нейтральних крапельок води, інфікованих вірусом, потрібне або поле з великим градієнтом, або коронний розряд. У статті показано, що поляризація частинок в електричному полі викликає зли-пання частинок, причому більш крупні частинки швидше осідають на електродах фільтра. Для створення електричного поля з потрібним градієнтом запропоновано використовувати електродну систему у вигляді пар пластинчатих та загострених електродів. Використання для пластинчатого електроду оксиду індію-олова забезпечить його прозорість. Загострені електроди традиційно виготовляють з вольфраму, що убезпечує віс-тря електрода від оплавлення, але високу твердість та теплостійкість мають і більш сучасні матеріали, такі як карбід кремнію, вуглецеві нанотрубки та кремнієві нановолокна. Повітряні фільтри, які використовують для очищення повітря приміщень, зазвичай непрозорі ні для світла, ні для звуку. У статті запропоновано конструкцію прозорого електростатичного фільтру, який може бути використа-ний для захисту повітря приміщень від зовнішнього диму, пилу або вірусів. Такий фільтр може бути вбудований у вікно приміщення для очищення повітря, яке надходить ззовні, або використаний у тих закладах, де потрібно розділити простір відвідувачів і простір персоналу, залишаючи можливість візуального та аудіо контакту.uk
dc.format.pagerangeС. 240743-1-241775-10uk
dc.identifier.citationPakhomov, A. A. Window with Electrostatic Protection against Dust, Smoke, and Viruses / A. A. Pakhomov, I. O. Bevza, V. O. Chadyuk // Мікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал. – 2021. – Т. 26, № 3(119). – С. 240743-1-241775-10. – Бібліогр.: 21 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.240743
dc.identifier.orcid0000-0003-3457-008Xuk
dc.identifier.orcid0000-0002-4015-1765uk
dc.identifier.orcid0000-0003-0063-6079uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/51210
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.sourceМікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал, 2021, Т. 26, № 3(119)uk
dc.subjectelectrostatic precipitatorsuk
dc.subjectdielectrophoresisuk
dc.subjectcoronauk
dc.subjectparticle charginguk
dc.subjectaerosolsuk
dc.subjectbreakdown voltageuk
dc.subjectpublic healthcareuk
dc.subjectелектростатичні фільтриuk
dc.subjectдіелектрофорезисuk
dc.subjectкоронний розрядuk
dc.subjectзаряджання частинокuk
dc.subjectаерозоліuk
dc.subjectнапруга пробоюuk
dc.subjectохорона здоров’яuk
dc.subject.udc621.43.038.771uk
dc.titleWindow with Electrostatic Protection against Dust, Smoke, and Virusesuk
dc.title.alternativeВікно з електростатичним захистом від пилу, диму та вірусівuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
MEA_3_2021_02_240743-1-240743-10.pdf
Розмір:
592.17 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Мікросистеми, Електроніка та Акустика: науково-технічний журнал, Т. 26, № 3(119)