Формирование разрядного импульса в системах на базе электрогидравлического эффекта


https://doi.org/10.24108/rdeng.0118.0000129

Полный текст:


Аннотация

Для создания электрогидравлического эффекта необходимо на электроды, расположенные в рабочей камере, заполненной жидкостью, подать напряжение, уровень которого будет столь велик, что между электродами возникнет искровой разряд. При этом в рабочей камере будет возникать высокое давление, имеющее характер ударной волны.

На основе электрогидравлического эффекта можно создавать различные технологические устройства, например, для обработки металлов давлением, для дробления твердых материалов, для перекачки жидкости и т.д. Такие устройства имеют высокую эффективность и экологичны, т.к. не являются источником дополнительного загрязнения окружающей среды.

Причиной возникновения высокого давления в рабочей камере является высокая температура плазменного стримера в межэлектродном пространстве. Искровой разряд возникает при лавинной ионизации жидкости, причиной которой является протекание электрического тока между рабочими электродами. Резкое повышение температуры при искровом разряде приводит к испарению части жидкости, образованию газо-жидкостной полости вокруг стримера, которая расширяется, создавая ударную волну в рабочей камере.

Для создания технических устройств на базе электрогидравлического эффекта, необходимо уметь рассчитывать переходные процессы, возникающие, как в электрической части, так и в механической. В представленной работе предлагается алгоритм расчета электрических переходных процессов с помощью простой емкостной модели системы. В работе приведен пример расчета для двух значений емкости накопительного конденсатора, показано, как изменяются временные характеристики напряжения на конденсаторе и разрядного тока в межэлектродном пространстве.

Предложенная модель проста и адаптивна под различные задачи. Вводя в ее состав дополнительные элементы, можно проводить и более сложные расчеты, например, учесть паразитные индуктивности в системе, нелинейность, рассмотреть пространственные переходные процессы. Владея аппаратом расчета переходных процессов, можно формировать импульс напряжения на электродах таким образом, чтобы параметры ударной волны в рабочей камере, заполненной жидкостью, имели заданные временные и амплитудные характеристики.

Для получения искрового разряда в межэлектродном пространстве, заполненном жидкостью, необходимо сформировать высокое напряжение. Такое напряжение можно получить на обкладках накопительного конденсатора (накопительных конденсаторов), используя умножитель напряжения, работа которого также подробно рассмотрена в представленной работе.


Об авторах

А. В. Ситников
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

Ситников Алексей Викторович

каф ФН7



И. А. Ситников
ООО " КОБГАРД ", Москва
Россия

Ситников Илья Алексеевич

ведущий инженер



И. А. Швецов
Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", Красногорск
Россия

Швецов Иван Александрович

нач. конструкторского отдела



А. Ю. Курбатов
ООО "КОБГАРД", Москва
Россия

Курбатов Андрей Юрьевич

генеральный директор



Список литературы

1. Юшков Ю.Г., Климов А.С., Гричневский Е.А., Юшков А.Ю. Исследование инициирования электрического разряда в воде при разработке электрогидравлической технологии // Технические науки: теория и практика: междунар. науч. конф. (Чита, Россия, 20-23 апреля 2012 г.): Сб. тр. Чита: Молодой ученый, 2012. С. 139-141. Режим доступа: https://moluch.ru/conf/tech/archive/7/2189/ (дата обращения 28.05.2018).

2. Дудышев В.Д. Методы преобразования энергии электрогидравлического удара и кавитации жидкости в тепло и иные виды энергии // Новая энергетика. 2005. № 1(20). С. 4-18. Режим доступа: http://001-lab.at.ua/NewEnergy/novaja_ehnergetika-2005_no.01.pdf (дата обращения 28.05.2018).

3. Дудышев В.Д. Новейшие энергетические технологии акад. Дудышева для получения дешевого тепла. Режим доступа: http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9916.html (дата обращения 05.11.2017).

4. Нагдалян А.А., Оботурова Н.П. Влияние электрогидравлического эффекта на гидрацию биополимеров // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2012. № 12. С. 74-78.

5. Бекаев А.А., Соковиков В.К., Мерзликин В.Г., Строков П.И., Мокринская А.Ю. Использование эффекта Л.А. Юткина в электрогидравлических устройствах // Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров: междунар. науч.-техн. конф. Ассоциации автомобильных инженеров (ААИ), посвященная 145-летию МГТУ «МАМИ» (Москва, 17 ноября 2010 г.): Материалы. М.: МГТУ «МАМИ», 2011. С. 22-32. Режим доступа: http://mospolytech.ru/science/mami145/scientific/article/s07/s07_04.pdf (дата обращения 28.05.2018).

6. Королев А.П., Баршутин С.Н. Материалы электроники и электротехники: учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамбов. гос. техн. ун-та, 2010. 79 с.

7. Григорьев А. Л. Формирование ударных волн импульсными электрическими разрядами в воде и исследование их воздействия на преграды: автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 2007. 27 с.

8. Ситников А.В. Основы электротехники: учебник. М.: КУРС: ИНФРА-М., 2017. 288 с.

9. Ситников А.В., Масленникова С.И. Переходные процессы в электростатических системах // Радиостроение: электрон. журн. 2017. № 2. С. 18-36. DOI: 10.24108/rdopt.0217.0000097

10. Бекаев А.А., Соковиков В.К., Строков П.И. Электрогидравлические устройства на основе эффекта Л.А. Юткина // Вестник машиностроения. 2014. № 7. С. 45-48.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Ситников А.В., Ситников И.А., Швецов И.А., Курбатов А.Ю. Формирование разрядного импульса в системах на базе электрогидравлического эффекта. Радиостроение. 2018;(1):9-28. https://doi.org/10.24108/rdeng.0118.0000129

For citation: Sitnikov A.V., Sitnikov I.A., Shvetsov I.A., Kurbatov A.Y. Electrohydraulic Effect-based Discharge Pulse Formation in Systems. Radio Engineering. 2018;(1):9-28. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/rdeng.0118.0000129

Просмотров: 76

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2587-926X (Online)