RU2025173C1 - Способ получения высоких и сверхвысоких давлений - Google Patents
Способ получения высоких и сверхвысоких давлений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2025173C1 RU2025173C1 SU4948716A RU2025173C1 RU 2025173 C1 RU2025173 C1 RU 2025173C1 SU 4948716 A SU4948716 A SU 4948716A RU 2025173 C1 RU2025173 C1 RU 2025173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- discharge
- edge
- tip
- circle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Использование: обработка объектов в жидкости. Сущность изобретения: осуществляют коронный разряд в электролите в системе электродов острие-плоскость. Удельная электропроводность электролита превышает 8 См/м. Острие образуют одним из краев плоской металлической фольги, охваченной диэлектриком. Краю придают форму, соответствующую необходимой конфигурации фронта волны давления. Напряженность электрического поля на острие превышает 107В/м . При выполнении края фольги в форме окружности обрабатываемый объект помещают в ее центр, где расположена зона взаимодействия концентрически сходящихся волн давления и потоков жидкости. При использовании электролита с меньшей начальной электропроводностью ее доводят до требуемого значения путем нагрева. Нагрев осуществляют до температуры от 20 - 95°С. 2 з.п. ф-лы,, 2 ил.
Description
Изобретение относится к созданию импульсных давлений в жидкости посредством электрических разрядов и может быть использовано в технологических процессах и устройствах, использующих это явление, в частности для получения направленных волн высоких и сверхвысоких давлений и потоков жидкости.
Известен способ получения высоких и сверхвысоких давлений, в котором необходимую форму фронта волн давления в жидкости и их фокусировку получают путем испарения токопроводящего элемента в виде проволоки или ленты, изогнутых по заданному контуру или в форме спирали, и замыкающих электроды (авт.св. N 129945).
Недостатком известного способа является замена от разряда к разряду токопроводящего элемента заданной геометрии, что создает существенные технологические трудности, приводит к расходу металла. Кроме того, требуется для каждой формы токопроводящего элемента подбор оптимальных параметров энергоисточника. Это снижает эффективность известного способа.
Наиболее близким к изобретению является способ получения высоких и сверхвысоких давлений, заключающийся в создании волн давлений со сферическим фронтом при разряде в электролите с проводимостью, соответствующей морской воде (порядка 1 см/м), между двумя электродами типа острие-плоскость, расположенных на таком расстоянии друг от друга, когда сквозной пробой промежутка отсутствует. При разряде вокруг острия возникает большое число лидеров, которые в совокупности генерируют в жидкости волну давления со сферическим фронтом. Такой разряд называется коронным и его электроакустический КПД достигает всего 7 ... 8% [1].
Недостатками известного способа являются низкая эффективность и стабильность разряда благодаря стохастической природе поведения короны в электролите и отсутствие возможности получения фронтов волн давления сложной формы.
Задачей изобретения является повышение эффективности и стабильности разряда, а также создание направленных волн давления и потоков жидкости.
Это достигается тем, что в известном способе получения высоких и сверхвысоких давлений при обработке объектов в жидкости посредством коронного разряда в электролите в системе электродов острие-плоскость разряд осуществляется в электролите с удельной электропроводностью более 8 см/м при напряженности электрического поля на острие более 107 В/м, острие образуют одним из краев плоской металлической фольги, схваченной диэлектриком, а упомянутому краю придают форму, соответствующую необходимой конфигурации фронта волны давления. Краю фольги в электроде-острие придают форму окружности, а обрабатываемый объект помещают в центр этой окружности, где расположена зона взаимодействия концентрически сходящихся волн давления и потоков жидкости. Используют электролит с меньшей, чем требуется для осуществления разряда, начальной электропропроводностью, которую перед разрядом доводят до заданной величины нагревом в диапазоне температур от 20 до 50оС.
На фиг. 1 и 2 приведены две схемы осуществления способа, где 1 - камера обработки, стенки которой являются одним из электродов, 2 - второй электрод-острие, которое образует край металлической фольги 3, охваченной диэлектриком 4, электрод погружен в электролит 5. Объект обработки обозначен 6, а внешняя электрическая цепь 7.
Предложенный способ получения высоких и сверхвысоких давлений заключается в следующем. В камере 1, заполненной электролитом 5, на острие электрода 2, образованного краем фольги 3, окруженной диэлектриком, зажигается коронный разряд при подаче импульса высокого напряжения от внешней электрической цепи 7. При этом для осуществления способа необходимо выполнение двух условий: первое - электролит 5 выбирается с высокой начальной электропроводностью порядка или выше 8 см/м, второе условие - на электроде 2 острие, образованное краем металлической фольги 3, создает напряженность электрического поля, превышающую 107 В/м. При этом торцу электрода придана форма необходимой конфигурации фронта волны давления.
Указанные выше два условия позволяют получить равномерно расположенное вдоль острия потенциального электрода плазменное образование, которое на начальных стадиях расширения формирует волну давления, а на последующих - направленные потоки жидкости.
Использование предлагаемого способа позволяет многократно повторять разряды и формировать в жидкости волны давления с требуемой конфигурацией их фронта либо фокусировать волны давления и потоки жидкости и получать область сверхвысокого давления. Техническая реализация этого случая показана на фиг. 2, где металлическая кромка потенциального электрода выполнена в виде окружности.
За счет сравнительно низкой плотности тока при коронном разряде электрод имеет достаточно высокий ресурс, что также способствует повышению эффективности и стабильности характеристик разряда.
Высокая электропроводность электролита может быть достигнута не только увеличением концентрации соли или кислоты в растворе, но и за счет нагрева электролита с меньшей начальной проводимостью до указанной величины σ . Значение проводимости определяется из известного соотношения
σ= σ0(1+α(T1-T0)) , где σ0 - начальная проводимость электролита при температуре Т0; α - температурный коэффициент сопротивления; Т1 - температура нагрева.
σ= σ0(1+α(T1-T0)) , где σ0 - начальная проводимость электролита при температуре Т0; α - температурный коэффициент сопротивления; Т1 - температура нагрева.
На фиг. 1 торец положительного электрода выполнен в виде плавной линии произвольной формы. Электропроводность электролита равна 8 см/м. Напряженность электрического поля у острия можно оценить по зарядному напряжению на емкостном накопителе U0 и толщине фольги h. Так, выбрав U0=30 кВ и h=0,1 мм, получили Eo= 3˙108 В/м, что больше 107 В/м. При выборе E0<107 В/м плазма не будет зажигаться в воде, а при σ < 8 см/м она не будет покрывать всю поверхность электрода, а зажигаться в отдельных точках. Для выбранных параметров плазменное образование покрывает всю поверхность острия и излучает направленную волну давления, фронт которой соответствует форме линии острия.
Осуществление способа по схеме фиг. 2 рассмотрим на примере. Для отверстия в электроде диаметром 50 мм, при тех же параметрах σ = 8 см/м, Е0=3˙ 108 В/м. Плазменное образование охватывает всю поверхность окружности, а при фокусировке генерируемых им волн давления в центре окружности образуется область сверхвысокого давления, благодаря которому образуется кавитационная область. Увеличить амплитуду волн давления можно за счет увеличения Е, σ и емкости конденсаторной батареи.
Аналогичные результаты можно получить при разряде в электролите с начальной электропроводностью σ =3,28 см/м, который необходимо нагреть до температуры 95оС.
Таким образом, предложенное техническое решение повышает эффективность и стабильность разряда, позволяет получать фронт волн давления необходимой конфигурации, фокусировать волны и потоки жидкости.
Claims (3)
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКИХ И СВЕРХВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ при обработке объектов в жидкости посредством коронного разряда в электролите в системе электродов острие - плоскость, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и стабильности разряда, а также создания направленных волн давлений и потоков жидкости, разряд осуществляют в электролите с удельной электропроводностью, превышающей 8 См/м, при напряженности электрического поля на острие более 107 В/м, острие образуют одним из краев плоской металлической фольги, охваченной диэлектриком, а упомянутому краю придают форму, соответствующую необходимой конфигурации фронта волны давления.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что краю фольги в электроде - острие придают форму окружности, а обрабатываемый объект помещают в центр этой окружности, где расположена зона взаимодействия концентрически сходящихся волн давления и потоков жидкости.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют электролит с меньшей, чем требуемая для осуществления разряда, начальной электропроводностью, которую перед разрядом доводят до заданной величины нагревом в диапазоне температур 20 - 95oС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4948716 RU2025173C1 (ru) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Способ получения высоких и сверхвысоких давлений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4948716 RU2025173C1 (ru) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Способ получения высоких и сверхвысоких давлений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2025173C1 true RU2025173C1 (ru) | 1994-12-30 |
Family
ID=21580964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4948716 RU2025173C1 (ru) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Способ получения высоких и сверхвысоких давлений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2025173C1 (ru) |
-
1991
- 1991-05-22 RU SU4948716 patent/RU2025173C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Наугольных К.А. и Рой Н.А. Электрические разряды в воде. М.: Наука, 1971, с.155. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Šunka | Pulse electrical discharges in water and their applications | |
US4211980A (en) | Method of creating an electric field for shark repellent | |
EP0427956B1 (de) | Verbesserung des Zündverhaltens bei Unterwasser-Funkenstrecken | |
US20030097152A1 (en) | Method and apparatus for destroying dividing cells | |
EA200000005A1 (ru) | Способ и устройство для электрохимической обработки | |
US20090166218A1 (en) | Pulsed electrolytic cell | |
RU2025173C1 (ru) | Способ получения высоких и сверхвысоких давлений | |
CN105676293A (zh) | 一种基于微孔电极结构的等离子体震源发射阵 | |
Hu et al. | Transmembrane voltage analyses in spheroidal cells in response to an intense ultrashort electrical pulse | |
US5556418A (en) | Method and apparatus for pulsed magnetic induction | |
US3294666A (en) | Electrolytic treating apparatus including a pulsating d. c. power source | |
CN109692637B (zh) | 一种一体式放电装置及液体放电系统 | |
US6465754B1 (en) | Process and device for machining by electroerosion | |
Teslenko et al. | Generation and focusing of shock-acoustic waves in a liquid by a multicenter electric discharge | |
EP0766649A1 (fr) | Procede et dispositif destines a creer des champs electriques basse tension dans des solutions aqueuses | |
Abe et al. | An efficient non-thermal food processing system by underwater shockwaves using two pairs of restoration electrodes | |
Shuaibov et al. | Characteristics of a nanosecond discharge with a liquid nonmetallic electrode in the air | |
Drozhzhin et al. | Self-synchronization and auto-oscillations in discharge phenomena | |
US7251195B1 (en) | Apparatus for generating an acoustic signal | |
US10835734B1 (en) | High and low impedance systems and methods for the generation and use of constant intensity electric fields | |
Smirnov et al. | Initiation of electrical discharge in water using a thin-layer conductor | |
UA64102A (en) | Method for forming of high pressure | |
RU2043681C1 (ru) | Устройство для инициирования и формирования электрического разряда | |
RU2088756C1 (ru) | Электрод для электрогидравлических погружных устройств | |
SU1650603A1 (ru) | Способ получени кислых и щелочных растворов |