Динамика электровзрывной каверны в жидкости в поле внешнего переменного давления

• Автор: Сулимов, Борис Константинович
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Караганда
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Стадии электровзрыва в жидкости

1.2 Динамика каверн в жидкости во внешних полях давления . .

1.3 Пульсация электровзрывной каверны в жидкости Постановка задачи исследования .

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОЙ КАВЕРНЫ В ПОЛЕ

ВНЕШНЕГО ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

2.1 Приближение несжимаемой жидкости

2.2 Приближение КирквудаБете.

2.3 Начальные условия .

2.4 Относительное влияние начальных факторов на характеристики электровзрывной каверны.
2.5 Учет энергетических изменений на послеразрядной
стадии.
ГЛАВА 3. ДИНАМИКА ЭЛЕКТРОВЗРЫВНОЙ КАВЕРНЫ В ПОЛЕ ВНЕШНЕГО
СИНУСОИДАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ.
3.1 Гидродинамические явления электровзрыва в поле
внешнего синусоидального давления
3.2 Влияние случайного характера наброса фазы внешнего синусоидального давления .
3.3 Оптимизация кумулятивного эффекта.
3.4 Интегральные характеристики пассивной стадии электровзрыва
ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ЭЛЕКТР0ВЗРЫВН0И КАВЕРНЫ В ПОЛЕ ВНЕШНЕГО
ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ
4.1 Влияние положительного давления прямоугольной
4.2 Влияние положительного давления экспоненциальной
4.3 Влияние отрицательного давления прямоугольной
формы .
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛЕКТРОВЗРЫВА В ПОЛЕ ВНЕШНЕГО ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ . .
5.1 Описание экспериментальной установки .
5.2 Пиковое давление ударных волн
5.3 Сравнение экспериментальных и расчетных значений пикового давления ударных волн
5.4 Электровзрывная активация глинистых буровых растворов
в поле внешнего переменного давления .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Динамика пузырька под действием периодически изменяющегося давления в несжимаемой жидкости изучалась Нолтингом и Непайрасом СП,; с учетом сжимаемости жидкости в первом приближении и вязкости - Херрингом и Флинном (,. Учет сжимаемости жидкости при пульсациях кавитационной полости в более высоком приближении дает метод Кирквуда-Бете [. В этом приближении с учетом вязкости рассматривались стохастические пульсации кавитационной полости в периодических акустических полях [3. В результате численного интегрирования уравнений движения обнаружены периодические и непериодические решения, чередующиеся по мере увеличения амплитуды звукового поля. В области непериодичности решение носит неустойчивый характер, однако остается ограниченным по амплитуде. Показано, что данная нелинейная система относится к классу динамических систем со стохастическим аттрактором, подчиняющихся универсальному закону Фегейбаумэ [3. Пуанкаре. Показано, что уравнения движения могут быть трансфомирова-ны к возмущению гамильтоновской системы. В работах [, 2, 3] задача динамики радиальных колебаний сферического пузырька в сжимаемой жидкости решалась методом сращиваемых асимптотических разложений. Кедринский В. R/c порядка единицы и ниже. Установлено, что переход к модели Ван-дер-Ваальса может снижать максимальные значения давления и температуры газа, достигаемые при адиабатическом ударном сжатии пузырька [. Быковцев Г. И. [] рассмотрел пульсацию сферической полости, наполненной идеальным газом, в неограниченной вязкой жидкости под действием внешнего периодического давления и с учетом инерции газа внутри каверны. Учет инерции газа в каверне приводит к заметному снижению скорости ее охлопывания за счет диссипации в ударных волнах, возникающих внутри каверны. Маргулисом М. А. и Дмитриевой А. Релея, уравнение состояния для газовой фазы в пузырьке, масса которой постоянна, и уравнений теплопроводности для жидкой и газовой фаз с учетом движения газа. Влиянием вязкости и поверхностного натяжения обоснованно пренебрега-лось [2, 7]. Результаты численного интегрирования данной системы [, ] показали, что теплообмен в процессе схлопывания кавитационных пузырьков является одним из наиболее значительных факторов, определяющих динамику и энергетику процесса, существенно понижающим максимальные параметры парогазовой смеси внутри кавитационного пузырька. Минимальный радиус пузырька и радиус, при котором достигается максимальная скорость, при учете теплообмена почти вдвое выше, чем для адиабатического схлопывания,однако общее время схлопывания в адиабатическом режиме и с теплообменом незначительно отличается от релеевского времени для пустой полости. Сделано предположение, что ударные волны при кавитации обусловлены фазовым взрывом жидкости, перегретой до сверх-критических параметров в кавитационном пузырьке []. Влияние теплообмена, массообмена, фазовых переходов на малые свободные и вынужденные колебания паровых и парогазовых пузырьков в жидкости рассматривалось в работах Нигматулина P. M., Хабеевэ Н. С. и др. Маргулис М. А. и Грундель Л. Показано, что источником "ежеобразной” формы большого деформированного пузырька являются звуковые колебания, распространяющиеся в жидкости и взаимодействующие с пузырьком. Динамика взрывной каверны в жидкости без влияния и с влиянием граничных поверхностей рассматривалась в работах [, , , 3. Кедринский В. К. получил в акустическом приближении и приближении Кирквуда-Бете [3 общее уравнение динамики полости в плоской, цилиндрической и сферической геометрии и в приближении несжимаемой жидкости уравнения одномерной пульсации цилиндрической полости. Кедринским В. Здесь <р - потенциал скорости, Зн - энтальпия. Из системы (1. О, (1. Полагая по Кирквуду-Бете [, что величина С распространяется со скоростью с + и, из (1. Подстановка в (1. С в виде (Ь. Г к . При выводе уравнения (1. Н и скорости пульсаций поверхности у Это граничное условие справедливо, когда на поверхности не происходит фазовых превращений. Принимая во внимание указанные обстоятельства, Алексеевым В. Н. и Булановым В. Б 1 . Приближение Кирквуда-Бете [2] для задач со сферической симметрией, распространенное Кедринским В.