Формирование ударных волн импульсными электрическими разрядами в воде и исследование их воздействия на преграды

• Автор: Григорьев, Алексей Львович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Введение Обзор литературы. Постановка задачи Результаты расчетно-теоретического исследования
Исходные эмпирические зависимости Результаты расчетов Обобщение результатов расчетов Взаимодействие УВ с макро- и микро- преградами в воде
Устройство для возбуждения УВ в воде микросекундными импульсными электрическими разрядами

Принцип действия и блок-схема

Узел для сброса энергии в воду и формирова-;

ния плазменного канала

Особенности формирования плазменного канала при импульсном электрическом разряде в воде и других жидкостях

Электроразрядный узел. Обоснование технического решения

Исходные данные к проектированию опытного элек-троразрядного узла

Конструкции рабочих гидрокамер Непроточные рабочие гидрокамеры Проточные рабочие гидрокамеры

Методика и результаты экспериментальных исследований

Методика измерений при проведении экспериментальных исследований
Обоснование и формирование требований к динамическим средствам измерений
Выбор динамических средств измерения давления и тока
Отработка динамических средств измерений и регистрации
Определение эффективности воздействия УВ на микро-преграды
Результаты экспериментальных исследований
Воздействие У В на макро- преграды Результаты испытаний электроразрядного узла Сопоставление экспериментальных и расчетных

данных
Исследование воздействия У В на микро- преграды
Результаты воздействия УВ на микро-преграды при мощных разрядах
Результаты воздействия УВ на микро-преграды при разрядах средней мощности
Результаты воздействия УВ на микро-преграды при наличии разделительной мембраны Сопоставление экспериментальных и расчетных данных
Электроимпульсная технология обеззараживания воды и других жидкостей ударными * волнами. Приложение полученных результатов
Влияние формы рабочей гидрокамеры на эффективность воздействия УВ на микроорганизмы
Зависимость эффективности обеззараживания от типа воды
Явление последействия и физико-химические показатели воды после импульсного разряда Обеззараживающее действие ударных волн при наличии разделительной мембраны Сопоставление эффективности обеззараживания ударными волнами при разрядах различной мощности
Общие рекомендации по выбору проектных параметров конструкции опытной ЭИ установки обеззараживания воды ударными волнами ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников

Актуальность темы. Начало всестороннему исследованию электроим-пульсной (ЭИ) технологии, основанной на быстром (за время ~10'5-Ч(Г6 с) сбросе электрической энергии из емкостного накопителя в воду, приводящем к образованию расширяющейся плазмы и формированию ударных волн (УВ), воздействующих на преграды, было положено в начале 50-х годов 20 века. ЭИ технологии нашли широкое применение в технологических процессах. Разработаны и эксплуатируются ЭИ установки по очистке литья в массовом производстве в литейных цехах, передвижные комплексы для разрушения негабарита, мелкого дробления и диспергирования, для электровзрывного уплотнения и т.д. Разработка перечисленных ЭИ устройств стимулировала проведение теоретических и экспериментальных исследований процессов, лежащих в основе ЭИ технологии. Изучены закономерности возникновения и развития импульсного электрического разряда в воде, свойства плазмы в канале разряда, взаимодействие расширяющегося плазменного образования с окружающей средой (водой), переходные процессы в электроразрядной цепи, гидродинамические и теплофизические характеристики, критерии подобия, получены эмпирические формулы для амплитуды давления УВ на различном удалении от канала разряда.
В связи с прогрессом импульсной энергетики за последние 20-30 лет появилась возможность развития на качественно новом уровне направлений ЭИ технологии, не нашедших до недавнего времени практического применения, и формирования новых направлений. Среди востребованных в настоящее время направлений ЭИ технологий следует выделить:
- моделирование импульсных механических нагрузок от потоков высоких энергий на элементы конструкций изделий ракетно-космической техники,
- упрочнение металлов и сплавов и нанесение покрытий,
- генерирование в жидкостях ударных волн (УВ) с толщиной фронта порядка 102нм и менее при малых энергозатратах для решения различных технологи-

- образцы с надрезом 16 5-12 13 -
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом-м ~1017-1018 ~1017-1018 10й 2-1014 с1 8 ° 2
Эл. прочность, кВ/мм (Д-толщина образца, мм) 45-55 (Д=1) -45-55 (Д=1) 60-80 22 (Д=4) 25-27 (Д=2; 4)
Водопоглощение, % (при норм, условиях) 0,005 за 30 суток 0,020 за 30 суток <0,5 за 6 месяцев 0,00 за 24 часа 0,00 за 24 часа
Таблица 3
Некоторые физические и электрические свойства материалов на основе каучуков [98]
Показатели АСБ- пластики Синтетический изопреновый каучук Бутилкаучук Этилен- пропиленовый каучук Хпоропреновый каучук Фтор- содержащие каучуки
Плотность, г/см3 1,04-1,05 0,92-1,0 0,93- 0,97 0,85-0,87 1,23 1,8-1,9
Статическая прочность при растяжении, Мн/м2 40-55 28-32 15-20 17,5-28,0 21-28
Ударная вязкость, кДж/м2 - образцы с надрезом - 20-45 - - - -
Удельное объ- ю'5 (1-50)- 2Т013 5-1015 4,4.10ю- 1012-1013