液体静电的产生

第2章静电的产生和消散
2.1静电的产生
2.1.1液体静电的产生
    液体(如树脂、漆类等)在摇晃、冲刷、搅拌、流动、
喷溅、灌注、过滤等过程中都可能产生静电。这种静电能引
起易燃液体和可燃液体的火灾和爆炸。
  1.液体静电产生的过程
◇要点提示:
    易爆液体应注意,激烈运动有危险。
    流动、喷射和冲击,搅拌、摇晃和飞溅,
    过滤、灌注和冲刷,液体破碎水滴溅,
    进行喷雾或发泡,以上活动起静电。
    三种形态接触时,各有不同看界面。
    四项作用有影响,流速不同电位变。
◇实用技术:防静电服
    (1)气体一液体界面之间的静电产生
    液体在喷雾和发泡时能产生大量的静电和较高的电动电
位。它的起电原理和液体在管道中流动产生的静电不完全一样。

    1)当水滴破碎时,大小不等的水滴相比较,小水滴带
负电,大水滴带正电。
    2)液体、气体问的偶电层都位于接近气体的液体表面
以下。
    3)带电是由于从表面剥出的微小液滴而产生的,这些
带电粒子产生于很薄的表面层里。
  4)利用喷雾法得到半径数量级大约为微米级的小液
滴,对这些小液滴进行测量后发现:同样大小的液滴带正电
和带负电的数目,就平均而言是相等的,即所谓的小液滴对
称带电。表2.1给出了使水溶液喷雾所得到的正、负总电荷
量。
表2-1使水溶液喷雾所得到的正、负总电荷量
(单位:相对量)
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┃  蒸馏水  ┃  1molKCl ┃1×10一0mol KCl ┃1×lO一0mol KCl ┃1×100mol KCl ┃
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┃    十38  ┃    +2    ┃    +1l         ┃    +43         ┃    +40       ┃
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┃    一38  ┃    —2   ┃    —11        ┃    —42        ┃    —40      ┃
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    (2)固体一液体界面之间的静电产生
    液体与固体形成偶电层的直接原因是正、负离子的转
移。偶电层上的电位差通常称为电动电位或f电位。通常认
为,液体在固体表面的电荷层由两部分组成:
    1)紧贴在固体表面的电荷层称为紧密层,该层厚度只
相当于一个分子直径的数量级,其所带电荷与界面上固体一
侧的电荷符号相反;
    2)电荷与紧密层电荷符号相反,其厚度则为分子直径
的几十倍至几百倍,称为扩散层。
 
    图2—1  液体在管道内流动时静电荷的分布示意图
    图2一l所示的是液体在管道内流动时静电荷的分布情
况。固体界面上是一层正电荷,在液体中紧密层内是负电
荷,而在扩散层内也是正电荷。正电荷随着液体流动形成冲
流电流(或液流电流)。冲流电流的大小在数值上等于单位
时间内通过管道横截面的电量。在图2—1所示的情况下,冲
图2-2偶电层形成的模型示意图

流电流与液体的流动方向相同。如果管道是接地的,在冲流
电流流动过程中,接地的途径上也有相应的电流流过;如果
管道是由绝缘材料制成或是对地绝缘,就会在管道上积累大
量的静电。
    另外,在液体层内除了按电荷分布情况将液体层分为紧
密层和扩散层外,还可根据液体层的流速分布情况划分为固
定层及流动液层两部分,如图2—2所示。
  2.液体静电产生的形式
露要点提示:
冲击带电飞溅起,
沉降带电在绝缘,
流动带电有机理。
喷射带电小云滴。