静电产生的原因是多方面的,具体有以下几种:
1 摩擦起电。具体表现为脱化纤类的衣服时,黑暗中可以观察到电火花。其原理是两种不同物质紧密接触且有相对运动的时候,会产生电荷的转移,从而使它们各自表面出现异种电荷。
2 静电感应。由于电场的存在,导体内部产生了电荷的定向运动,导致导体表面的电荷积聚。
3 电离起电。当物体处于强电场中的时候,分子和原子可能发生电离,在电场力的作用下,正负离子做定向运动积聚,形成静电。
二、静电的积累和消散
1 静电的积累:
静电主要是由不同物质相互摩擦产生的。摩擦速度越高,距离越长,所加的压力越大,两种物质在静电序列中所处的位置相距越远,摩擦产生的静电就越多。下述生产工艺过程比较容易产生和聚积静电。
Part.1 固体带电
在生产过程中,固体物质大面积的摩擦以及粉碎、滚压、筛选过滤等过程都会产生静电。例如,橡胶料在压延机滚压下,由于外加压力高,受压面积大,电荷转移较快,产生的静电电压可高达数十万伏。
Part.2 液体带电
电阻率为1010-1016Ω•cm的液体与固体相互摩擦时,容易使液体带电,有引起火花放电的危险。在工业生产中应用的许多易燃液体,例如,汽油、苯、乙醚等,其电阻率均在1012Ω•cm左右,在灌装、输送、运输等过程中,在管道、贮存、槽车中摩擦和冲击,尤其是在压力大、流速快、摩擦面积大、器壁粗糙等情况下,会使静电荷迅速增加和大量积聚,极易产生静电放电,引起火灾、爆炸事故。
搅拌易燃液体时,易产生静电。所以,要选择产生静电最小的导电材料制造搅拌器,并要接地。不能高速局部搅拌,应缓慢而又全面地搅拌,以减少静电的产生。
Part.3 粉尘带电
粉尘与粉尘、粉尘与器壁之间的摩擦,会产生静电。所以应限制粉尘在管道中的输送速度,具体速度应根据粉尘种类、空气湿度、温度和器壁光滑度等的影响而有所不同。另外,管道弯头的曲率半径要大,不宜急转弯,以减少摩擦阻力。
Part.4 气体带电
不易分离的纯净气体,即使流动也不易产生静电。如果气体中含有悬浮杂质,则在气体喷射时,由于悬浮杂质与气体之间的高速摩擦,都可使气体带电。易燃易爆气体、水蒸气及其他气体,如遇输送管道破裂,产生泄漏而高压喷射,由于速度极快,均可产生高电位的静电,并发生火花放电,引起燃烧爆炸。气体放空时高速喷出,也能产生静电。例如,氢气瓶放空时,氢气大量聚集在瓶颈部位,并在气流冲出过程中产生静电的聚积并发生火花放电,引起燃烧爆炸。
Part.5 人体带电
对于静电来说,人体相当于良好导体。如果穿高电阻的鞋靴,则因人体运动、衣服摩擦、走路等各种原因,往往能使人体带有静电。这时,如与其他接地体接近而产生放电,就存在一定危险。例如,穿塑料底的鞋,在高绝缘的地面上行走时,人体静电电压可高达数千伏,而且与行走速度有关,速度越高,静电电压也越高。
2 静电的消散:
任何物质带有静电后,若停止摩擦运动,静电总会逐渐消散。静电消散有两条途径,其一是与空气中的电子或离子中和;其二是通过绝缘物向大地泄漏。
静电通过绝缘物向大地泄漏的快慢,主要决定于绝缘物的电阻率和介电常数以及表面状态等。电阻率为106-109Ω•cm的抗静电材料,接地后静电容易泄漏而不积聚;电阻率为109Ω•cm以上的绝缘材料,静电容易积聚,而且各部分电位可能相差很大;电阻率为1011-1014Ω•cm时,应采用静电防护措施。
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