Исследование многоочагового электрического разряда в жидкости

• Автор: Дрожжин, Алексей Петрович
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .

Глава 1. Кинетика электроразрядных процессов

1.1. Экспериментальная установка и методы исследования .

1.2. Экспериментальные результаты

1.2.1. Время задержки развития разряда на одном электроде. .

1.2.2. Время задержки развития разряда в отверстии диафрагмы .

1.3. Анализ результатов экспериментов

1.3.1. Электроразрядные процессы на концентраторах тока . .

1.3.2. Анализ концентрационной зависимости времени задержки .

1.3.3. Зависимость времени задержки от полярности .

1.4. Моделирование электродной системы электрической схемой . .
Выводы по главе 1 .
Глава 2. Развитие разрядов на двух электродах
2.1. Постановка эксперимента. .
2.2. Экспериментальные результаты
2.3. Анализ механизма параллельного развития каналов разряда на двух концентраторах тока
2.3.1. Пузырьковая стадия
2.3.2. Стадия распространения пузырька . . . . .
2.4. Область существования многоочагового разряда
2.5. Зависимость формы разряда от проводимости жидкости . .
Выводы по главе 2 .
Глава 3. Приложения многоочагового разряда
3.1. Цилиндрический генератор волн в жидкости
3.1.1. Конструкция генератора
3.1.2. Исследование влияние динамики пузырька на
частотные характеристики генератора . . . .
3.2. Электрогидродинамический разрядник . . . . .
3.3. Дробление медноникелевой руды
3.3.1. Испытания дробления образцов Си руды на оси цилиндрического генератора.
3.3.2. Исследование возможности дробления СиМ руды непосредственно энергией электрического разряда в коаксиальном зазоре
Выводы по главе 3
Заключение .
Список литературы


Внешний вид кисти разряда определяется проводимостью (а) электролита. Так при а »*1 Ом'^м“1 наблюдаются «самосветящиеся тонкие нити в толще больших пузыристых ветвей», а при а »1 Ом’^м'1 «статические фотографии показывают, что свечение с отрицательного острия имеет инееобразный вид. Можно подозревать, что вокруг острия во все стороны почти в виде полусферы распространяется светящаяся, более проводящая, по сравнению с окружающим электролитом, среда» []. Авторы работы [] полагают, что в «образовании газового пузыря при малых концентрациях (а < ’1 Ом'^м'1) главную роль играют процессы электролитического газовыделения, пропорциональные токам (незначительным) проводимости электролита, а при средних и сильных концентрациях - процессы парообразования (тепловые), пропорциональные квадратам токов (больших)». Авторы статьи [] представили экспериментальные и теоретические результаты исследований начальной стадии формирования электрического пробоя в проводящей жидкости. В экспериментальной части работы было показано, что длительность долидерной стадии разряда на металлическом аноде уменьшается с ростом начального напряжения заряда конденсатора и слабо зависит от электропроводности жидкости. Были обнаружены две качественные закономерности предпробойной стадии разряда: «1) в долидерной стадии разряда при наличии медленно падающего напряжения в ряде случаев наблюдается небольшое увеличение тока и практически никогда не наблюдается его спад; 2) начальное число и ветвистость лидерных каналов возрастают с ростом электропроводности жидкости». Авторы полагают, что эти закономерности легко можно объяснить при помощи электротепловой неустойчивости, которая развивается под действием электрического поля в течении начальной стадии разряда в жидкости, являющейся проводящей средой. При этом полный ток возрастает, но эффект этот в случае сильно неоднородного поля выражен слабо - неустойчивость локализуется в области с максимальной напряжённостью поля, то есть вблизи стержня». В результате авторы сформулировали гипотезу о механизме формирования разряда в жидкости, в основе которой лежит представление о развитии в ней перегревной неустойчивости. Хорошее совпадение теоретических расчётов с экспериментальными данными получилось для а=’1 Ом’^м'1 и а=’2 Ом^-м'1. Однако для о='3 Ом'! Позже теми же авторами были выполнены теоретические оценки критического размера пузырька газа, формирующегося в проводящей жидкости вблизи поверхности электрода, и напряжения, при котором обеспечивается самостоятельность разряда в парогазовой каверне []. Расчёт был выполнен для сферического приближения электродной системы с использованием закона Пашена для паров воды при постоянном атмосферном давлении. Максимальное расхождение расчётных значений потенциала зажигания разряда в пузырьке с экспериментальными значениями, полученными в работе [], составило %, что рассматривается как «серьёзный довод в пользу тех представлений, в которых зажигание разряда в жидкости связывают с предварительным газообразованием». По данным работы [] нами был построен график закона Пашена для паров воды. График (рис. В.1. Разброс данных по напряжению составлял ±% на правой ветви кривой, и до % на левой ветви кривой Пашена. С + п(рс! В отличие от закона Пашена для воздуха пробой паров воды происходит при более высоких напряжениях и минимум кривой Пашена сдвинут в сторону более высоких значений произведения рс1. Рис. В. 1. Закон Пашена для паров воды и воздуха. В работе [] была сформулирована качественная модель, в основе которой лежит сходство механизмов разрыва конденсированной среды и твёрдого тела при достаточно большой скорости нагружения жидкости. В рамках электромеханической модели были определены «основные характеристики пробоя жидкости в терминах макроскопических параметров диэлектрика и нагружающего электрического поля». Согласно предложенной модели, пузырьки газа, сформированные импульсным электрическим полем и рассматриваемые как микродефекты, приводят к «образованию и скоплению элементов процесса разрушения».