ЭГД-течения в симметричной системе электродов, страница 6

    При небольших нарушениях симметрии условий зарядообразования происходит искажение структуры встречных течений, представленное на рис.   Положение плоскости раздела симметричных встречных ЭГД-течений смещается к электроду, на котором условия зарядообразования менее благоприятны. При переходе от встречных симметричных течений к сквозному путем увеличения концентрации примеси (бутанола) увеличивается скорость зарядообразования на катоде и следовательно плотность заряда в струе от катода. Поэтому в середине МЭП в месте встречи течений суммарный заряд катодной и анодной струй преимущественно отрицательный и остается составляющая сил в направлении к аноду. Поэтому боковые струи идут под некоторым углом к центральной оси.

     При дальнейшем увеличении концентрации бутанола скорость зарядообразования на катоде растет и плотность заряда в катодной струе намного превышает анодную. Ускорение в прикатодной области намного выше чем в прианодной, поэтому течение от анода не успевает развиться. Поток от анода сносится в заэлектродную область. Объемный заряд полностью искажает электростатическое распределение поля поле становится ассимметричным относительно центральной плоскости А-А(см. рис.) Боковые струи выносятся за пределы МЭП. Сквозное течение можно представить как предельный случай встречных течений, когда ЭГД-течение от одного из электродов не успевает развится, угол наклона боковых струй к первоначальному направлению течения уменьшается до очень малой величины, а боковые струи выходят далеко за пределы межэлектродного промежутка, огибая противоэлектрод. Область ускорения появляется за пределами МЭП за анодом, где электрическое поле, вычисленное в электростатическом приближении, должно быть направлено в обратную к течению сторону. Казалось бы, что на течение в заэлектродной области со стороны электрического поля должны действовать тормозящие силы. Однако на самом деле здесь наблюдаются зоны ускорения.Течение в зоне шлейфа ламинарно, нет турбулентности, нет перемешивания струй. Противоположно заряженные струи в заэлектродной области движутся паралельно, не перемешиваясь. Противоионы , как и в боковых струях, могу сблизится только за счет дрейфа ( миграции) в собственном поперечном поле. Этот процесс медленный, т.к. скорость течения много больше скорости ионного дрейфа. Для рекомбинации им нужно сблизится на расстояние равное радиусу

Дебая. Струя из-за внутреннего взаимодейсьвия противоположно заряженных слоев, не может завернуть пока не закончится рекомбинация. Поэтому заэлектродный шлейф длинный, порядка нескольких длин межэлектродного промежутка.

На рис. приведены карты линий уровня скорости (слева) и сил(справа) сквозного и встречных) ЭГД-течений в симметричной системе электродов провод-провод. Электроды расположены на уровне ( 0,0) - катод и (0,1) - анод. Сквозное  ЭГД-течение направлено от катода к аноду, Встречные ЭГД-течения имеют существенную степень ассиметрии, течение от катода более интенсивно, чем от анода, боковые струи идут под углом к центральной струе.

Скоростная структура ЭГД-течений хорошо видна на распределениях рис. . Стрелками 1-3 на графиках встречных течений обозначены: 1 -струя от катода, 3 - струя от анода, 2 - боковые струи. На поверхностных графиках скорости эти участки видны в виде хребтов: 1 - идет от катода в середину межэлектродного промежутка, где раздваивается на два, расходящихся под косым углом к центральной оси течения ( стрелки ),  3 - пика у анода.

Между хребтом  и пиком  имеется ложбинка, расположенная на уровне, соответствующем месту встречи противоположно направленных струй ЭГД-течений. На картах линий уровня скорости эти хребты видны в виде светлых областей, соответствующих повышенному

уровню скорости, а ложбинка в виде темной области, несколько смещенной от середины межэлектродного промежутка к аноду. Видно, что наибольшее ускорение жидкость испытывает в струе текущей от катода, однако небольшие области ускорения имеются также и в боковых струях.