Результаты экспериментального исследования поляризационных характеристик стенки стебля кормовых трав

Аннотация

Повышение энергоэффективности таких электротехнологических процессов, как электроосмотическое обезвоживание и электроплазмолиз кормовых трав тесно связано с увеличением технологической и уменьшением термической составляющей тока, что является актуальной научно-технической проблемой. В перечисленных электротехнологических процессах растительный материал является элементом электрической цепи, электрофизические свойства которого целесообразно моделировать электрической эквивалентной схемой замещения. Целью исследования является экспериментальное подтверждение гипотезы о наличии у стенки стебля кормовых трав несимметричной нелинейной вольт-амперной характеристики. Использованы основные положения теории электротехники, электрохимии, биофизики, электрических измерений, планирования эксперимента, статистических методов обработки результатов измерений. Анализ полученных поляризационных характеристик позволяет утверждать, что стенка стебля кормовых трав обладает несимметричной нелинейной поляризационной (вольт-амперной) характеристикой и является источником постоянной ЭДС, внешняя поверхность которой заряжена положительно, а внутренняя несет отрицательный заряд. Величина разности потенциалов составляет 0,5-0,7 В (костер безостый влажностью 80%). С увеличением частоты электромагнитных колебаний выпрямительные свойства стенки стебля ослабляются. Например, при частоте 180 Гц коэффициент выпрямления составляет 0,5. Форма поляризационной характеристики позволяет предполагать, что при протекании «прямого» тока, пересекающего стенку стебля в направлении от внутренней ее поверхности к наружной, лимитирующим скорость токо- и влагопереноса является внутренний потенциальный барьер (собственно стенка стебля). Лимитирующим скорость влагопереноса в «обратном» направлении при протекании тока, пересекающего стенку стебля в направлении от ее внешней поверхности к внутренней, является граничный потенциальный барьер (граница раздела двух фаз или двойной электрический слой). Следовательно, упомянутый потенциальный барьер оказывается смещенным в сторону внешней поверхности стенки стебля, что обуславливает наличие неидеального так называемого, вентильного эффекта. Установленные закономерности являются основанием для синтеза эквивалентной электрической схемы замещения стенки стебля и обоснованию путей повышения технологической составляющей тока и уменьшения его термического действия.