На
рис. приведены карта линий уровня скорости (слева) и поверхностный график
(справа) скорости сквозного ЭГД-течения- мелкий план. На картах линий уровня
скорости сквозного течения, струя, идущая от катода обозначена стрелкой 1, а за
электродная струя стрелкой 2. Масштаб вдоль оси x >3, вдоль оси у ± 1.
Электроды расположены на уровнях: катод 0,0; анод 0,1. При электродные области
видны на картах линий уровня скорости в виде темных пятен на уровне 0,0 и 0,1.
На поверхностном графике скорости при электродная область у анода видна в виде
ложбинки на уровне 0,1. За электродная область
|
|
 |
течения отмечена стрелками 2. Видно, что в за
электродной области интенсивный спад скорости начинается на уровне 2, скорость
спадает до уровня 0,4 на расстоянии 3, т.е. на расстоянии в 2 длины
межэлектродного промежутка за анодом. В за электродной области, на уровне 1,2
-1,5, имеется зона ускорения. Таким образом зонная структура сквозного
ЭГД-течения существенно отличается от несимметричных и встречных течений:
Центральная струя выходит за пределы МЭП, обтекая анод, зона рекомбинации и
зона торможения вынесены далеко за пределы МЭП в за электродную область, где
поле электродов в электростатическом приближении направлено противоположно
направлению ускорения жидкости. Как видно из рис. зона ускорения сквозного
ЭГД-течения растянута более чем на половину межэлектродного промежутка. Эти
удивительные свойства сквозного ЭГД-течения делают его особенно
привлекательным для использования в различных ЭГД-устройствах, т.к. в нем
реализованы оптимальные условия для преобразования электрической энергии в
энергию гидродинамическую. Этот важный вывод имеет большое прикладное
значение, т.к. открывает новое направления в конструировании ЭГД-устройств.
Отличительной особенностью этого направления является рациональный подбор
свойств границы раздела электрод-жидкость и учет особенностей зонной структуры
ЭГД-течений при конструировании ЭГД-устройств Поэтому свойства сквозного
ЭГД-течения исследованы наиболее детально.
На рис. приведены линии тока сквозного ЭГД-течения в околоэлектродных областях.
Эти области обработаны с повышенным в 10 раз разрешением, составляющем 100
пикел/мм, что позволяет детально исследовать структуру приэлектродных зон. Как
показано ранее именно в приэлектродных областях идет преобразование
электрической энергии в гидродинамическую.
На рис. приведены карты линий уровня
скорости встречных (вверху) и сквозного ( внизу) течений в приэлектродных
областях у катода (слева) и анода (справа). Видно, что зона интенсивного
ускорения у встречных ЭГД-течений у катода очень короткая и составляет 0,05 l0
, в реальном масштабе ~ 0,35 мм. На этом участке наблюдается рост скорости в
5-6 раз. При среднем уровне скорости в 0,1 м/с ускорения жидкости достигают 2
g. Аналогичная картина наблюдается у анода,
однако здесь ускорения менее существенны.
Тонкая структура зон ускорения сквозного
ЭГД-течения приведена на рис . слева. Зона ускорения имеет два участка:
приэлектродный участок быстрого роста ускорения с максимумом на уровне 0,6, и
раздвоенный и несколько смещенный относительно центральной оси участок медленного
изменения ускорения простирающийся до середины МЭП и далее в заэлектродную
область. Следует отметить, что область действия сил в начальной
части
центральной струе сквозного ЭГД-течения очень узка ~0,02 - 0,05, далее область
раздваивается симметрично относительно центральной оси течения и утолщается.
Существенные отличия видны в структуре приэлектродной области у анода. В
лобовой части на уровне 0,95 имеется участок торможения. Лобовая часть
неподвижной приэлектродной области имеет конусообразную форму,
хвостовая часть неподвижной жидкости вытянута по ходу течения. В случае
встречных течений структура приэлектродного слоя у анода аналогична структуре
прикатодного слоя,
