Optimisation électrique et géométrique d'un électrofiltre à barrière diélectrique en configuration fil-tube carré. Application aux particules submicroniques

L'objectif de ce travail est l'étude de l'efficacité de collecte des particules submicroniques d'un électrofiltre deconfiguration fil-tube carré en utilisant une Décharge à Barrière Diélectrique (DBD). Les expériences sont faites avec desparticules de fumée d'encens ayant une taille moyenne d'environ 0,32 pm. La répartition en taille des particules à la sortie del'électrofiltre est mesurée grâce à un spectromètre d'aérosols à lumière blanche. L'efficacité de collecte est estimé pour diversestensions et fréquences appliquées (gammes : 4-30 kV, de 0,3 à 1000 Hz) à un débit d'air fixe.Le premier volet de l'analyse a consisté en une caractérisation électrique et granulomètrique de l'électrofiltre de configurationcarré dit de référence. Les résultats obtenus ont montré que le comportement électrique de l'électrofiltre de géométrie carré estsimilaire à celui de géométrie cylindrique. Aussi, l'utilisation de la DBD pour la précipitation donnait de très bons résultats enconfiguration fil-tube carré (plus de 99% d efficacité). Le second volet de notre étude a été consacré à l'optimisation géométrique de l'électrofiltre de référence. Les résultats ont montré que le diamètre du fil, le nombre des faces collectrices ont une influence minime sur la précipitation. Tandis que, la section du tube et la largeur de la contre électrode et sa discrétisation ont une influence importante. L'analyse de l'effet de la présence d'une deuxième Barrière Diélectrique (BD) a montré qu'à la différence de la simple BD ou le mode de décharge est assez homogène, la décharge a un comportement filamentaire dans le cas de la double BD. Aussi, l'efficacité de collecte des particules pour les deux conThe objective of this work is the study of the collection efficiency of submicron particles with wire-to-square tubeElectroStatic Precipitator (ESP) using a Dielectric Barrier Discharge (DBD). The experiments are performed with incense smokeparticles having a mean size of about 0.32 m. An aerosol spectrometer is employed for characterizing the size distribution ofthese particles at the outlet of the ESPs. The collection efficiency is estimated for various applied voltages and frequencies(ranges: 4 30 kV, 0.3 1000 Hz) at a fixed air flow rate.The first step of our study consisted of an electrical characterization of the reference precipitator and the evaluation of itscollection efficiency performances. The results have shown that electrical behavior of the wire-to-square tube configuration issimilar to the wire-to- cylinder configuration. Furthermore, it reveals that the square configuration charged with a DBD gives verygood results (more than 99% of efficiency). The second step of the study was devoted to the geometrical optimization of thesquare ESP. The obtained results have established that the wire diameter, the number of faces has a minimal effect on electrostatic precipitation. However, the tube section, the width of the ground electrode and its discretization have an important effect. Also, the analysis of the effect of the presence of a second Dielectric Barrier (DB) has shown that in the case of the single DB, the discharge mode is rather homogeneous. In contrast, the discharge has a filamentary behavior in the case of the double DB. Results show that the particle collection efficiency of both ESPs is higher at high applied voltages and within a certaiPOITIERS-SCD-Bib. électronique (861949901) / SudocSudocFranceF

Impact of spatial harmonic waves on dielectric particles displacement in standing and traveling wave electric fields

International audienceThe purpose of this work is to investigate the effect of spatial harmonic waves on dielectric particles displacement process using standing and traveling electric wave electric conveyors. This investigation is divided into two main parts. The first one is an experimental study, where the efficiency of conveyors for the displacement of micrometer sized PMMA particles is analyzed. The second part consists of a numerical and theoretical study in which the spatial electric potential distribution and the consequences on the spatial harmonics on particles displacement are investigated. The results show that the displacement efficiency and the particles direction depend basically on the particles size, the charge to mass ratio, the applied voltage and the frequency. In the standing wave conveyor, the particles move toward both right and left directions. In the traveling wave conveyor, at high voltage, low frequency, small particles or high charge to mass ratio conditions particles move toward the traveling wave direction. In the case of low applied voltage, high frequency or if the particles have a low charge to mass ratio, some particles move toward the opposite direction because of the backward harmonic wave that appears near to the surface. The magnitude of the harmonic waves depends on the levitation height of particles; it can be controlled by varying the number of phases, the gap spacing or the thickness of electrodes or by adding a dielectric barrier over the surface

Précipitation électrostatique de particules submicroniques par décharge à barrière diélectrique (étude électrique, granulométrique et aérodynamique)

Nous avons, dans le cadre de ce travail, développé la Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) dans deux électrofiltres de géométries différentes. L'un des électrofiltres est de configuration Fil -Cylindre et l'autre de configuration Plan-Plan. Le premier volet de l'analyse de la précipitation électrostatique a consisté à déterminer l'efficacité de collecte des électrofiltres. Les résultats obtenus ont montré que l'utilisation de la DBD pour la précipitation donnait non seulement de très bons résultats en configuration Fil-Cylindre, mais également en configuration Plan-Plan (plus de 99% d'efficacité). Le second volet de notre étude a été consacré à la caractérisation des phénomènes EHD à l'intérieur des électrofiltres DBD à l'aide de moyens métrologiques optiques. Les résultats ont montré que le vent électrique a une influence minime sur la précipitation. En dehors du processus de génération du vent électrique dû à la différence de rayon de courbure entre les électrodes, il semblerait que les streamers soient impliqués dans le phénomène de précipitation. D'un point de vue organisationnel, ce travail s'articule autour de quatre chapitres. Dans le premier chapitre, nous présentons la précipitation électrostatique comme un outil de dépollution de l'air. Le deuxième chapitre est consacré à la caractérisation électrique des électrofiltres. Le troisième chapitre aborde l'analyse des performances granulométrique des électrofiltres. Enfin, le quatrième chapitre traite l'aspect EHD des phénomènes opérant à l'intérieur des électrofiltres.In this work, we developed a Dielectric Barrier Discharge (DBD) in two opposite configurations of ESP. One of them is based on Wire-to-Cylinder configuration; the second is on Plate-to-Plate configuration. The first step of our analysis of the electrostatic precipitation was the evaluation of ESP collection efficiency. The results have shown that, using the DBD, we can effectively precipitate in Wire-to-Cylinder configuration as well as in Plate-to-Plate configuration (more than 99% of efficiency). The second step of the study was devoted to the characterization of the EHD flow phenomenon inside the investigated ESP, using Particle Image Velocimetry technique. The obtained results have established that the electric wind has a minimal effect on electrostatic precipitation. Outside the usual process of electric wind generation, the streamers seemed to be implicated in the precipitation process. This work is articulated around four chapters. In the first one, electrostatic precipitation is investigated as a pollution control device. The second underlines the electrical characterization of the ESP. In the third, the study of ESP performance in terms of precipitation is examined. Finally, the fourth is devoted to the characterization of the EHD flow phenomenon inside the investigated ESP.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF

Etude de la mobilité moléculaire du PEN destiné à la fabrication des condensateurs (influence de la microstructure)

TOULOUSE3-BU Sciences (315552104) / SudocSudocFranceF

Corona discharge as affected by the presence of various dielectric materials on the surface of a grounded electrode

International audienceThis paper is aimed at the characterization of the corona discharge generated from a high-voltage wire electrode facing a grounded plate that carries dielectric layers composed of granules, sheets, and non-woven media. Current-voltage and current-frequency characteristics were measured, respectively in DC and AC modes, for several values of the thickness of the PE granular layer, PET sheets and PP non-woven media considered in the present study. The measurements show that the corona onset voltage and the behavior of the current-voltage characteristics are dependent on both nature and thickness of the dielectric layer. Both the estimated capacitive component and the ionic component in AC mode vary with the amplitude and the frequency of the voltage. The ionic component is particularly affected by material non-uniformity

Experimental study of the triboelectric charging of a glass bead impacting against a polymer plate

International audienceThe charging properties of a particle during a single impact have been studied before in research. Despite these contributions, there remains incomprehension on the very mechanisms responsible for the charge transfer and predictions regarding the tribocharging of a dielectric particle against another dielectric material are still rather unreliable. Glass, found with various different chemical compositions, is a good example of a material that defies the expectations of triboelectric series. This article reports the development of a setup measuring the charge generated by a single impact between a glass bead and a dielectric. The setup is designed to control most relevant parameters to achieve the highest level of reproducibility possible, and to perform series of tests to maximize statistical relevance. Preliminary results on parameters such as the normal velocity at impact, the relative humidity and the impact angle are described