 | Электрогидравлический эффект |  |
Электрогидравлический эффект
Анимация Описание Сущность эффекта состоит в том, что вокруг зоны специально сформированного импульсного электрического разряда внутри объема жидкости, находящейся в открытом или закрытом сосуде, возникают сверхвысокие гидравлические давления, способные совершать механическую работу. В процессе гидравлического эффекта происходит мгновенное (10-100 мкс) выделение энергии, накопленной, например, в конденсаторной батарее посредством импульсного разряда в жидкости. При разряде образуется плазменный канал с температурой 15-30 тыс. К. В канале, имеющем небольшое поперечное сечение, происходит интенсивный локальный разогрев жидкости. При этом в нем концентрируется энергия перегретого ионизированного газа и пара. Быстрое расширение канала разряда в виде парогазовой полости (пузыря) под действием внутреннего давления создает в окружающей несжимаемой среде (жидкости) волны сжатия и импульсы давления. При интенсивном выделении энергии в канале скорость его расширения может превысить скорость звука в жидкости, тогда волна сжатия превращается в ударную волну. Расширение полости продолжается до тех пор, пока давление в ней из-за инерции расходящегося потока жидкости не станет меньше давления внешней среды. С этого момента происходит обратное движение жидкости, (полость захлопывается), давление газа в ней резко возрастает и процесс повторяется в виде нескольких, постепенно затухающих пульсаций. Высоковольтный импульсный разряд в жидкости может рассматриваться в следующей последовательности: электрический пробой и образование канала разряда, выделение энергии в канале, усиление ударных, ультразвуковых и звуковых волн, расширение полости, сопровождающееся генерированием импульса давления c образованием расходящегося потока жидкости, пульсация полости. Амплитуда ударного давления при электрогидравлическом эффекте в цилиндрической емкости:  ;
 ,
где Vsh - скорость распространения ударной волны; r - плотность жидкости; E0 - модуль объемного сжатия жидкости; Е - модуль упругости материала; d - внутренний диаметр рабочего объема; d - толщина стенки рабочего объема; V0 - скорость звука в жидкости. Проявление физического эффекта осуществляется только в проводящей жидкости практически на всех геометрических формах, которые принимает жидкость. Временные характеристики Время инициации (log to от -2 до -1); Время существования (log tc от -1 до 1); Время деградации (log td от -1 до 0); Время оптимального проявления (log tk от 0 до 1). Диаграмма: 
Технические реализации эффекта Техническая реализация эффекта Способ и устройство возбуждения ударных гидравлических волн высоковольтным импульсным разрядом между пластинчатыми, неподвижно установленными, электродами (рис. 1). Возбуждение звуковых волн искровым разрядом в жидкости 
Рис. 1 Импульсное напряжение подается на погруженные в жидкость электроды. Между электродами возникает разряд, порождающий ударную акустическую волну в жидкости. Применение эффекта Уникальные возможности электрогидравлического эффекта обусловили широкое применение его во многих областях народного хозяйства: в технологии машиностроения и металлообработке, в сварке и транспортных устройствах, в горном деле и промышленности строительных материалов, в химической промышленности, в электротехнике, в силовых установках, в медицине. В частности, электрогидравлический эффект используется для дробления и размола твердых минералов и шлаков, бурения горных пород, удаления окалины с отливок; измельчения волокнистых и пластинчатых материалов, применяется также для штампования, прессования, вытягивания металлических листовых материалов; для получения коллоидных растворов, эмульсий, суспензий; для импульсной подачи жидкости под высоким давлением. Повышение качества изделий в ряде случаев связано с обеспечением гарантированного химического состава его материала, что удается достигнуть методами порошковой металлургии при использовании порошков строго регламентированной формы и размеров. Использование механических дробилок здесь оказывается неэффективным, что связано с изнашиванием инструмента и попаданием его частиц в приготовляемый порошок. Функцию инструмента при электрогидравлическом дроблении выполняет жидкость, чаще всего вода. Литература  1. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.- С.90, 460.
2. Новый политехнический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 2000.- С.20, 231, 460. |