В симметричной системе перезарядка отсутствует, т.к. нет источника противоионов. В боковых струях идет рекомбинация и этот процесс медленный. Поэтому противоположно заряженные струи долго идут не расходясь, пока противозаряды не прорекомбинируют. На рис. представлена схема транспортировки объемного электрического заряда во встречных ЭГД-течениях и возможная схема его активной рекомбинации. Поскольку ЭГД-течения ламинарны, процесс перемешивания жидкости в поперечном напавлении отсуствует, сближение противозарядов в следующих паралельным курсом противоположно заряженных боковых струях может осуществлятся только путем миграции ионов в поперечном электрическом поле, наведенном объемнвми зарядами. Именно в разноименно-заряженных боковых струях условия для рекомбинации наиболее благоприятны, т.к. именно здесь расстояние между разноименно-заряженными слоями, минимально, как это изображено на рис. . ЭГД-течение в боковых струях квази однородно, это хорошо видно на поверхностных графиках скорости, на которых боковые струи видны в виде расходящихся хребтов 2 и 4. Как видно из рис. протяженность боковых струй существенно превышают длину межэлектродного промежутка, на пути следования боковых струй имеется небольшая зона ускорения.
Эта
особенность боковых струй находит объяснения, если учесть, что в результате
рекомбинации противозарядов, суммарная плотность заряда вдоль направления
течения падает, и следовательно появляется составляющая электрического поля,
направленная вдоль течения в боковой струе. Процесс рекомбинации
противоположно-заряженных боковых струй является наиболее медленным, т.к.
рекомбинация осуществляется при сближении зарядов на длину радиуса Дебая, этот
процесс идет путем миграции поперек течения, Это объясняет вытянутую в
поперечном направлении форму боковых усов встречных ЭГД-течений.
Характерную длину боковых струй можно оценить из следующих соображений: представляя противоположно заряженные слои в боковых струях в виде плоских слоев можно определить их средний заряд q = V r , объем V = l S, поперечный размер и площадь боковой струи соответственно. Средняя напряженности наведенного поперечного поля E = q / S e, а время сближения ионов t = l / 2 b E = e l / 2 b r l =e / 2 b r. За это время струя пройдет расстояние l1 = v t. Подставляя t, получим: l1 =v e / 2 br, v –скорость течения в центральной струе, r - средняя плотность заряда. V=0,01, e =10e-11, b=10 e-8, r=10 e-4, l=0,1m
В заключение следует отметить, что в структуре встречных ЭГД-течений отчетливо прослеживается еще одна зона- зона рекомбинации, расположенная между боковыми струями встречных течений. Как будет показано далее зона рекомбинации имеет место в структуре сквозного и несимметричных течений, однако именно в случае встречных течений ее можно наблюдать особенно отчетливо.
Описанные особенности зонной структуры ЭГД-течений позволяют понять физический механизм высоковольтной проводимости жидких диэлектриков.
Как уже отмечалось вольтамперная характеристика жидких диэлектриков, содержащих примеси, обычно имеет два основных участка: допороговый Омический участок и послепороговый квадратичный участок. Эти особенности ВАХ обсуждаются в ряде работ. Впервые попытки объяснения послепорогового участка ВАХ при помощи конвективной транспортировки заряда ЭГД-течением были предприняты Остроумовым. В дальнешем эта идея разрабатывавлась в ряде работ. Поскольку электрогидродинамическая подвижность, значительно выше обычной, появление ЭГД-течений значительно ускоряет транспорт заряда через межэлектродный промежуток и, следовательно, существенно изменяет характер ВАХ. Однако при более детальном рассмотрении всех стадий транспортировки заряда с учетом зонной структуры ЭГД-течения, можно сделать вывод, что квадратичный характер ВАХ определяется наиболее медленной стадией процесса.
Описанные особенности зонной структуры ЭГД-течений позволяют понять физический механизм высоковольтной проводимости жидких диэлектриков.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.