Описание лабораторной работы "Исследование электрогидродинамических течений в жидких диэлектриках", страница 3

Свойства ЭГД-течений. Кинематика и динамика ЭГД-течений в слабопроводящих жидкостях определяется типом электрохимических реакций около электродов, особенностями структуры жидкости в присутствии объемного заряда, конфигурацией как внешнего электрического поля, так, в большей степени, и конфигурацией внутреннего электрического поля наведенного объемным зарядом. Таким образом, внимательно исследуя кинематическую и динамическую структуры ЭГД-течений можно сделать существенные выводы о процессах происходящих при ЭГД-эффектах. Наиболее полные и целенаправленные исследования кинематической и динамической структур ЭГД-течений были проведены в работе [4]. В этой работе были впервые описаны основные свойства ЭГД-течений. ЭГД-течения существуют в ограниченном диапазоне напряжений. Снизу этот диапазон ограничен пороговым напряжением, ниже которого ЭГД-течения не образуются. Сверху существование ЭГД-течений ограничено напряжением, приводящим к пробою жидкости. Исследования кинематики и динамики ЭГД-течений проводились в различных диэлектрических жидкостях (касторовое масло и трансформаторное масло с примесью бутанола) при различных напряжениях, от порогового до пробойного, в системе электродов провод-плоскость (лезвие-плоскость). Во всех случаях течение имело ламинарный параллельно-струйный характер и было направлено от активного электрода с малым радиусом кривизны (лезвие, провод и др.) к плоскому. Были построены распределения скорости ЭГД-течений вдоль оси X, нормальной к плоскому электроду и проходящей через центральную ось проволочного электрода. В работе впервые дана классификация ЭГД-течений на развитые, когда течение занимает весь межэлектродный промежуток, и неразвитые, когда течение не охватывает всего промежутка, а локализовано у активного электрода. Впервые описана зонная структура ЭГД-течений. Выделены и описаны следующие зоны: неподвижные тонкие слои около активного и пассивного электродов, зона ускорения, область слабо изменяющегося параллельно струйного течения, зона торможения. Определены размеры этих зон. Кроме того, были построены профили скорости течения, снятые на нескольких выбранных уровнях вдоль центральной струи ЭГД-течения. Эти профили хорошо аппроксимировались функцией вида: V_y=С·exp(-ay²). На основе полученных поперечных профилей был сделан вывод о возможной биполярной зарядовой структуре центральной струи ЭГД-течения.

В работе [4] также было изучено влияние размеров активного электрода на кинематические характеристики ЭГД-течений. Авторы пришли к выводу, что изменение размеров активного электрода мало изменяет структуру течения, имеется тенденция к увеличению поперечных размеров зон ускорения и торможения, а также увеличивается толщина неподвижного слоя у пластины. При изменении размеров активного электрода не изменяется биполярный характер зарядовой структуры центральной струи, присущий ионизационно-рекомбинационному механизму рекомбинации жидкости [4]. Таким образом, показано, что течения в сильнонеоднородных и слабонеоднородных полях имеют единую природу.

 Сопоставительный анализ центральной струи ЭГД-течения с затопленной струей бьющей из щели, а также с термогравитационной струей выявил специфические свойства ЭГД-течения, как течений с распределенной объемной нагрузкой.

Как видно из сказанного выше, в работе [4] представлено довольно полное исследование кинематики ЭГД-течений в системе электродов цилиндр-плоскость (лезвие-плоскость) и на их основе сделаны довольно важные заключения о процессах сопровождающих ЭГД-течения. Однако, удалось детально изучить не всю область, занимаемую течением, а только центральную струю. Причем в центральной струе были построены только несколько отдельных профилей (по центру струи вдоль оси X, а также вдоль оси Y, преимущественно в зоне равномерного течения). Исследованы, в основном, лишь распределения скорости, в то время как распределения ускорений могут дать более точную и полную информацию о зонной структуре ЭГД-течений. Зная распределения скорости и ускорений во всей области ЭГД-течений, можно будет более детально описать кинематическую и динамическую структуру ЭГД-течения и процессы, происходящие при этом.