ЭГД-течения в симметричной системе электродов, страница 11

В качестве опорной простейшей конструкции подобного типа, названной «элек­трогидродинамический преобразователь   электрохимического типа», предлагается устройство, эмиттерные и коллекторные электроды которого выполнены в виде оди­наковых, параллельно установленных проводов, размещенных попарно в щелевых ка­налах из изолирующего материала, причем диаметр электродов меньше ширины кана­ла, а в диэлектрическую жидкость введены полярные примеси (например, бутилового  различных размеров позволяет получить некоторое увеличение? Этот эффект обусловлен тем, что в установившемся режиме токи на электродах одинаковы, а следовательно, плотность тока (плотность за­ряда) на каждом из электродов обратно пропорциональна площади последнего.

Итак, резюмируя результаты исследований электрогидродинамиче­ских преобразователей различных конструкций, можно сформулировать основные требования для конструирования ЭГД-преобразователей:

1. Поскольку рабочие характеристики рассматриваемых устройств сильно зависят от состава прокачиваемых жидкостей, то предлагается заменить название ЭГД-насос на ЭГД-преобразователь, подразумевая под ним класс устройств, предназначенных для преобразования энергии электрического тока в энергию направленного движения жидкости. При этом конструктивными особенностями подобных устройств следует счи­тать не только геометрические особенности системы электродов, но и рациональное сочетание свойств рабочей жидкости преобразователя с материалом, покрытием, формой и размещением системы электродов, а также формой подаваемого напряжения.

2. Эффективная работа ЭГД-преобразователей возможна на внеш­них нагрузках, не превышающих критическую величину. Повышение критической нагрузки возможно за счет как геометрического, так и электрохимического фактора.

3. Для увеличения эффективности работы ЭГД-преобразователей вместо традиционных электродов типа игла—кольцо следует исполь­зовать фокусирующие системы типа проволочка—стержень, проволоч­ка — профилированное тело.

РОЛЬ ПОВЕРХНОСТНОГО ЗАРЯДООБРАЗОВАНИЯ В РАБОТЕ

ЭГД-ЯЧЕйКИ ТИПА ИГЛА-КОНФУЗОР

Классическая конструкция ЭГД-насоcа типа игла-конфузор, предложенная Штютцером, базировалась на коронном механизме объемной электризации жидких диэлектриков [1J. Физические аспекты работы такой конструкции с позиций аффекта Вина были детально проанализированы в ряде современных работ [2] .

В этих работах не учтен механизм поверхностного эарядооб-разования на границе электроды-жидкость, который во многих случаях является определяющим [з] .

В соответствии с этим механизмом скорость зарядообраэования на границе катод-жидкий диэлектрик определяется о одной стороны электронно-донорными свойствами катода, а с другой электронно-акцепторными свойствами жидкости. Несколько иначе картина обстоит на поверхности анода.

В настоящее время реальные свойства границы электрод-жидкий диэлектрик изучены весьма слабо и в основном в одно­родных полях.

Граница раздела электрод-жидкость характеризуется с од­ной стороны свойствами электрода - его материалом либо пок­рытием, а с другой стороны свойствами жидкости, а вернее свойствами примесных электронно-донорных, либо электронно-акцепторных центров всегда присутствующих в ней.

Поэтому на характеристики поверхностного зарядообразования можно влиять как путем изменения свойств жидкости, вводя в нее ничтожные количества примесей, так и путем изменения свойств поверхности электрода изменяя его материал, либо покрывая его пленкой окисла.

При этом следует учесть, что одно и то же изменение материала, примеси, либо покрытия может по разному влиять на свойства катодного и анодного эарядообразования.

Опубликованные до настоящего времени результаты исследо­ваний касались в основном геометрически симметричных электродных систем [4], где влияние свойств границы раздела электрод-жидкость проявляется наиболее существенно. Однако в реальных ЭГД-устройствах обычно используются системы электродов типа игла-конфузор, где распределение электрического поля сущест­венно неоднородно. В этих условиях следовало бы ожидать наи­более существенного влияния свойств только одной границы игла-жидкость, где напряженность поля по расчетам существенно выше.