Коронный разряд и электрический ветер. Зоны электронной и ионной проводимости, страница 11

Определение скорости ветра

1-ый способ: движение переднего фронта дыма

          В работающую установку при помщи генератора дыма периодически подавались клубы дыма, движение клуба  дыма записывался на видео. Далее проводилась раскадровка (рис.11) и определялся путь, который проходит передний фронт клуба дыма между двумя последовательными кадрами. Зная путь пройденный дымом и время между кадрами (количество кадров в секунду 25, можно определить скорость потока воздуха на выходе из трубы.

Рис.11 последовательные кадры прохождения переднего фронта

2-ой способ-компенсационный:

Скорость потока, в соответствии с калибровочной кривой, определяется по формуле:

Экспериментальные данные, полученные двумя способами приведены в таблице 1:

Таблица 1

1-й способ(визуализация дымом)		2-й способ(компенсационный)
U, кВ	V,м/c	U, кВ	V,м/c
9.9	0.5	8.02	0.54
10.3	0.55	10.3	0.62
12.7	0.7	11.6	0.70
17.7	1.25	12.76	0.80
22.6	1.6	13.88	0.86
		15.06	0.96
		16.26	1.02
		17.46	1.12
		18.66	1.16
		19.87	1.27
		21.16	1.40
		22.43	1.48
		23.58	1.64
		24.88	1.67

На рис.12 приведены соответствующие графики, видно хорошее соответствие данных, полученных обеими методами.

Рис.12 График зависимости скорости от напряжения на игле

          Также с помощью видео определялся пороговое напряжение возникновения ветра. Оно составило около 6.85кВ. Видео представлено в приложении к отчёту (возникновение ветра1.avi, возникновение ветра2.avi).

Интенсификация теплообмена электрическим ветром.

Задачи конвективного теплообмена и конвективного охлаждения являются одними из актуальных задач в технике. К таким задачам, безусловно, относятся вопросы охлаждения открытых токонесущих конструкций. Как известно, при прохождении больших токов по проводящим деталям конструкций осуществляется их нагрев. Возникает вопрос максимального отвода мощности теплового нагрева в окружающую среду. Такой отвод тепла осуществляется в естественных условиях посредством конвективного охлаждения и излучения. В работе мы исследовалась влияние электрического ветра на термогравитационную конвекцию в воздухе от проводника, нагреваемого постоянным током.

Сначала исследовано конвективное охлаждение элемента (рис.13) при различных подаваемых мощностях, регистрировалась  температура нагреваемого проводника в зависимости от времени, так и её максимальное значение. Далее обдували нагреваемый проводник электрическим ветром при различных напряжениях на игольчатом электроде (рис.14) и снимались те же зависимости.

Видеозапись изучаемых процессов приведена в приложении (обтекание пружинки.avi).

Рис.13 естественная конвекция	Рис.14 обдувание ветром

На рис.15 приведены зависимости температуры нагревателя от времени без внешнего обдува(кривые 1,2) и с обдувом электрическим ветром(кривые      )

Без внешнего обдува температура растет, при обдуве ветром падает, время установления 50 сек.

Рис.15 временные зависимости температуры элемента при различных мощностях нагревателя и напряжениях на игле

Рис.16 график зависимости установившейся температуры элемента от напряжения на игольчатом электроде при различных выделяемых мощностях в нагревателе