Dependence of electrostatic charging currents on fluid properties

Authors

  • H. D. Goodfellow,

    1. Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, Toronto, Ontario
    Current affiliation:
    1. Aerofall Mills Limited, 2640 South Sheridan Way, Clarkson, Ontario
    Search for more papers by this author
  • W. F. Graydon

    1. Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, Toronto, Ontario
    Search for more papers by this author

Abstract

The dependence of the electrical charging of hydrocarbons on the chemical nature of non-hydrocarbon additives has been investigated. An improved apparatus and technique allowed the authors to obtain data for new fluid systems over a wide range of solution conductivities and flow velocities. Currents and voltages have been measured from insulated stainless steel tubes, for different concentrations of polar species in hydrocarbon solutions, for Reynolds numbers of 1800 to 35,000.

Recent electrification theories explain the charging process on the basis of a diffusion-controlled process. The magnitudes of the charging currents can be predicted using the usual mass transfer analogies. Experimental results, obtained for different polar additives studied, agreed with the theory. The sign of the measured current is not predicted theoretically. Potentials of both signs are observed. The particular sign obtained seems to be determined by the chemical nature of the polar additive. Different additives of similar chemical structure all give one sign.

Abstract

On a étudié la relation de dépendence entre la charge électrique d'hydrocarbures et la nature chimique d'adjuvants qui ne sont pas des hydrocarbures. Les auteurs ont pu, au moyen d'un appareil et d'une techniqque améliorés, obtenir des données sur de nouveaux systemes fluides, et ce sur une échelle étendue de conductivités de solutions et de vitesses d'écoulement. On a mesuré les courants et les tensions, à partir de tubes isolés en acier inoxydable, dans le cas de concentrations différentes de produits polaires dans des solutions d'hydrocarbures et pour des nombres de Reynolds variant entre 1,800 et 35,000.

Des théories récentes d'électrisation expliquent le procédé de charge qui serait réglé par diffusion. On peut prédlre l'ampleur des courants de charge par analogie avec le transfert de masse ordinaire. Les résultats expérimentaux qu'on a obtenus dans l'étude de différents adjuvants polaires concordent avec la théorie. On ne prédit pas théoriquement le signe du courant mesuré. On a observé des tensions positives et négatives et le signe particulier qu'on obtient semble ětre déterminé par la nature chimique de l'adjuvant polaire. Différents adjuvants de měme structure chimique n'indiquent qu'un signe.

Ancillary