Рис.3Изменение распределения давления в жидкости при разных межэлектродных расстояниях.
В результате численного моделирования мы обладаем всей информацией об ЭГД течении. В частности, мы можем вычислить изменение конвективной составляющей тока при ЭГД течении при различных межэлектродных расстояниях. Результаты представлены на рис.4.
Рис.4 Зависимость конвективного тока от величины межэлектродного промежутка.
Сравнивая рис.4 и рис.1 можно сделать вывод, что графики зависимости скорости течения и конвективного тока от длины межэлектродного промежутка повторяют друг друга. Зная распределение электрического тока, мы можем определить характер изменения проводимости жидкости. Как видно из рис.5 эта зависимость также имеет экстремальный характер, достигая максимума при l0=5 мм. В то же время в экспериментальных исследованиях получена монотонная зависимость проводимости от размеров межэлектродного промежутка. Это можно объяснить тем, что в нашей модели не рассматривается заряд, образующийся у плоского электрода и не учитывали движение ионов относительно жидкости. При сближении электродов заряженные области около двух электродов перекрываются, и основной вклад в ток дает миграционная составляющая. В дальней зоне эта составляющая незначительна, и ход зависимости полученной численно совпадает с полученной экспериментально.
Рис.5 Зависимость проводимости от величины межэлектродного промежутка.
Заключение. В результате проведенного исследования установлено, что предложенная модель позволяет рассчитывать поля скоростей ЭГД течения при различных межэлектродных расстояниях. При малых расстояниях между электродами на кинематику течения значительное влияние оказывает перекрытие приэлектродных зон повышенного и пониженного давления. Для расчета тока и проводимости жидкости при таких расстояниях необходимо учитывать миграционную составляющую тока и присутствие в жидкости заряда, однополярного с плоским электродом.
Аннотация. При конструировании ЭГД устройств обычно используются малые межэлектродные промежутки, составляющие 1-5 мм. В тоже время экспериментальные работы обнаружили существенный спад скорости течения при уменьшении размеров межэлектродного промежутка менее 5 мм. В настоящей работе представлены результаты численного моделирования ЭГД течений в системе электродов провод над плоскостью. Приведены данные о кинематической и зарядовой структуре приэлектродных зон и всего межэлектродного промежутка при изменении его размеров в диапазоне от 0.1 до 10 см. Зонная структура ЭГД течений полученных в результате моделирования совпадает с обнаруженной ранее в экспериментах. Максимум ускорения отстоит от поверхности активного электрода на величину равную размеру зоны пониженного давления. В свою очередь размер этой зоны не превышает радиуса активного электрода. У пассивного электрода возникает зона повышенного давления. При уменьшении размеров межэлектродного промежутка приэлектродные зоны начинают взаимодействовать, что приводит к существенному спаду скорости ЭГД течения.
Моделирование проводится для следующих условий: r= 0.25 мм, h=1.5 см, жидкость - трансформаторное масло.
В экспериментальных исследованиях была установлена зависимость максимальной скорости жидкости от приложенного напряжения. Мы подбираем распределение заряда таким образом, чтобы: 1) скорость течения совпадала с экспериментом, 2) кинематическая структура была наиболее близка к экспериментальной. Основные результаты занесены в таблицу.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.