Причинами возникновения неоднородностей проводимости в среде могут быть: электрохимические процессы, локальная диссоциация молекул под действием джоулева тепла либо вынужденного нагревания жидкости, сильного электрического поля, жесткого излучения, присутствия в жидкости примесей [4]. Неоднородности диэлектрической проницаемости могут возникнуть, в основном, под влиянием температурных градиентов [4]. Большая группа теоретических работ [5,6,7,8] была направлена на усовершенствование модели электрического ветра в жидкости. Так, возникновение области повышенной ионизации у острия связывается с существенной ролью эффекта Вина, т.е. эффекта добавочной ионизации примесных молекул жидкости в сильном электрическом поле; действующей кулоновской силе приписывается точечный характер, а гидродинамическая часть описывается известным решением Ландау-Слезкина для затопленной струи [4,9,10]. Значительная группа работ [11,12] посвящена интенсификации тепло- и массообмена в электрическом поле. При этом, в результате повышения температуры в приэлектродном слое жидкости, возникает термоионизация, вызывающая действие электрокондуктивных сил. Но уже при интерпретации экспериментальных результатов авторы сталкиваются с рядом трудностей. Интенсификация теплообмена слабо зависит от градиента температуры и сильно зависит от свойств жидкости [4]. В настоящее время производятся попытки распространения гипотезы об определяющей роли джоулева нагрева в ЭГД эффектах в области более проводящих жидкостей, проводимость которых составляет 10-5÷10-7 См/м (например, в дистиллированной воде) [13]. Правда, сделанные в этих работах выводы ещё не получили ни экспериментального подтверждения, ни опровержения.
В работе [4] были проведены исследования распределения объёмного заряда в межэлектродном промежутке в допороговом режиме, т.е. при достаточно высоких напряжениях, но в гидростатическом случае, с помощью зондового и капельного методов. В этих экспериментах была обнаружена биполярная структура приэлектродных областей в предпороговом режиме [14]. Около каждого из электродов наблюдался «горб» напряженности электрического поля. Введение примесей приводило к вырождению «горба» напряженности. В работе [4] было показано, что ионизация в приэлектродной зоне происходит не путем диссоциации примесных молекул, а путем перехода электрона с поверхности катода на молекулу примеси, обладающую повышенным сродством к электрону, либо путем передачи электрона аноду примесной молекулой. При ЭГД-течениях объемный заряд выносится из приэлектродных областей в объем жидкости и может существенно изменить первоначальное распределение электрического поля [4]. Основываясь на этих выводах, был разработан ионизационно-рекомбинационный механизм зарядообразования. Авторами [4] было показано, что именно он играет главную роль в образовании объемного заряда, и именно кинетика приэлектродных реакций, во многом, определяет кинематическую и динамическую структуры ЭГД-течений. Аналогичные результаты были получены в работах зарубежных авторов [15]. Ими было экспериментально измерено распределение электрического поля в системе электродов "лезвие-плоскость" при помощи электрооптического эффекта Керра и было показано, что инжекция с электродов является доминирующим явлением при образовании объемного заряда. По мнению авторов, ионы переходят через границу раздела металл-жидкость в процессе, подобном эффекту Шотки.
В последующих работах была разработана гипотеза особого предпробойного состояния жидкости, отличающаяся наличием локальных структурных образований в электрическом поле ионов, образующих объемный заряд [16]. В частности, была выявлена дисперсия скорости распространения акустических волн в жидкости, которая возникает при введении в жидкость объемного заряда и исчезает в процессе нейтрализации жидкости [4,16]. Таким образом, предположение, что заряженная жидкость имеет дисперсную структуру, а её основные характеристики (вязкость, поверхностное натяжение, показатель преломления, коэффициенты теплопроводности, диффузии и др.) становятся функциями плотности объемного заряда, получило экспериментальное подтверждение несколькими независимыми методами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.