Применение генераторов импульсного напряжения и генераторов импульсного тока, страница 6

>"'    1 = 0/

гии батареи. С этой точки зрения, если нет специальных требований к скорости нарастания тока, предельную ам­плитуду его можно ограничить только объемом батареи (при этом, конечно, предполагается, что ток генератора оп­ределяется только индуктивностью, а не активным сопро­тивлением).

    По данным табл. 1.1, для получения, например, ампли­туды   тока,    равной   20 • 10⁶а, при  индуктивности  1_Э = = 100  нгн  необходимо  использовать  батарею с энергией

Применение  электрических  разрядов  в  промышленности.

       В современной импульсной технике обработки материалов электрический разряд в жидкости часто играет роль основного действующего механизма в различных технологических процессах. Из всего сложного комплекса явлений, возникающих при электри­ком разряде в жидкости, чаще всего в технологии используется трансформация электрической энергии в энергию ударных волн. Отличительной чертой этого процесса является то, что преобразование электрической энергии в механическую совершается без промежуточных звеньев. Упрощенная схема явления может быть представлена в следующем виде.

    При подаче высокого напряжения на разрядный промежуток, который обычно представляется в виде двух электродов, происхо­дит ого пробои, сопровождающийся образованием токопроводящего капала, который начинается с образования нескольких или целой серии растущих лидеров. Лидер представляет собой ионизированный ярко светящийся канал диаметром порядка 0,1 — 2мм, окруженный областью диффузионного свечения. Возникновение лидерной стадии развития разряда становится возможным после того как плотность тока достигнет величины, достаточной для повышения температуры в канале до нескольких тысяч градусов. Лидерная стадия заканчивается тем, что один или несколько лидеров достигают противоположного электрода.

    После этого начинается вторая — основная  стадия  разряда, в которой происходит выделение большей части энергии, запасенной   в   накопителе.  Под действием протекающего тока разряда большой   плотности и благодаря  малой сжимаемости жидкости давление в канале разряда, полученного в результате замыкания к электродов  лидером,  растет и может достигать десятков тысяч атмосфер. Благодаря высокому давлению и быстрому расширению искрового канала   формируется   ударная   волна.   Одновременно с этим расширяющийся канал разряда приводит в движение окружающую его жидкость,  создавая так называемый запаздывающий поток, способствующий развитию газовой полости. Есте­ственно, если на небольшом удалении от канала поместить пре­граду (обрабатываемую деталь), то под действием этих факторов она будет деформироваться.

Несмотря на то, что механическое действие электрического разряда в воде было обнаружено еще в 1767—1769 гг. Г. Лейном и Дж. Пристли, применение его для практических целей стало возможным лишь при достаточном развитии исследований режимов энерговыделения высоковольтных разрядов и физической сущно­сти этих процессов. Уже сейчас энергию ударных волн и потока расходящейся жидкости при высоковольтном электрическом раз­ряде широко используют в устройствах по разрушению и диспер­гированию твердых веществ, формообразованию, очистке отливок от формовочных смесей, очистке поверхности от загрязнений, развальцовке труб, бурению скважин и т. д. Значительная роль в развитии технологических применений электрического разряда в воде принадлежит Л. А. Юткину, описавшему перспективу использования этого явления для импульсной обработки мате­риалов.

Широкий круг явлений физики и техники связан с вопросами применения мощного электрического разряда в конденсированных средах. Ввиду того, что источником энергии в наиболее распро­страненной форме является разряд конденсатора на разрядный промежуток в жидкости, при разработке электрооборудования для установок, прежде всего необходимо иметь представление о ха­рактере нагрузки как потребителя энергии и о разрядной цепи как о едином целом. Потребитель энергии — разрядный промежу­ток (канал разряда в разрядном промежутке) сложным образом зависит от электрических характеристик разрядной цепи и сам, являясь элементом этой цепи, влияет на электрические характе­ристики, обеспечивая взаимообусловленность явлений.

       С другой стороны, разрядный промежуток представляет собой плотную низкотемпературную плазму [57, 621. В результате преобразования энергии электрического поля заряженного кон­денсатора в газокинетическую энергию движения частиц плазмы давление в канале растет. Канал разряда в жидкости, расширяю­щийся с большой скоростью под действием газокинетического давления, является источником (излучателем) мощных импульсов сжатия, параметры которых существенным образом определяются как процессами, происходящими в самой плазме канала, так и гидродинамикой окружающей среды. При рассмотрении этого явления также необходимо учитывать взаимообусловленность процессов, происходящих па границе двух сред, путем привле­чения законов гидродинамики и нелинейной акустики.           Вопросы распространения волн сжатия, изменения их про­филя, взаимодействия с преградой играют большую роль при определении величин нагрузок, изменяющихся во времени, под действием которых производится импульсная обработка материалов. Следует также заметить, что без изучения условий формировании канала разряда и явлений, сопровождающих пробой жид­ких диэлектриков и жидких сред, обладающих значительной электропроводностью, полной ясности о процессе преобразования энергии электрического поля конденсатора в энергию деформации обрабатываемой детали получить нельзя.