давление с учетом мембраны определяется по выражению
|
|
|
|
|
|
|
0,0279Е2 |
|
(V—48) |
|
|
|
|
|
|
Рм= |
« ( , * + £*)*/■ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При этом энергия движущейся жидкости за мембраной |
|
|
|
|
|
|
Е2= Ео |
|
|
(V—49) |
где |
Еы— энергия, |
поглощаемая |
мембраной; |
|
|
|
Ек— вся энергия, затраченная на перемещение мембраны со стороны |
|
разрядной |
камеры. |
|
|
|
|
|
На рис. 252 приведены |
|
|
|
|
графики, |
характеризующие |
|
|
|
|
зависимость давления (при |
|
|
|
|
Д — const) |
от |
положения |
|
|
|
|
точки измерения над цент |
|
|
|
|
ром разряда. Как видно из |
|
|
|
|
рис. 252 совпадение экспе |
|
|
|
|
риментальных и расчетных |
|
|
|
|
данных вполне |
приемлемо |
|
|
|
|
для практических целей. |
|
|
|
|
|
Следует |
иметь в |
виду, |
|
|
|
|
что формулы (V—47) и (V— |
|
|
|
|
48) верны только в окре |
|
|
|
|
стности |
оси |
симметрии, |
|
|
|
|
так |
как |
|
вблизи |
стенок |
|
|
|
|
происходит взаимодействие |
|
|
|
|
прямых волн с отражен |
|
|
|
|
ными, в результате чего |
Рис. 252. Радиальное изменение дав |
картина распределения да |
вления существенно |
меня |
ления р |
(|) |
для электроимпульсного |
мембранного |
аппарата: |
|
ется. |
|
|
|
|
|
2 — давление |
|
ударная |
|
волна |
/ — давление |
с мембраной; |
|
Когда |
до |
|
без мембраны: |
(/, 2 — вг.спернмептальные |
доходит |
конца рабочей |
данные; |
/', 2' — теоретические |
данные). |
камеры, происходит |
ее от |
|
давления в зависимости от |
ражение |
с |
изменением амплитуды |
жесткости |
границы. |
Для |
расчета |
коэффициента отражения v |
можно принять известное выражение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/О. - К, |
|
|
(V—50) |
|
|
|
|
|
|
|
К2 + Кх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Кг и Кх— акустические жесткости соответственно стенки и жидкости.
В предельном случае, когда Кг |
Кг (стенка |
жесткая), |
ударная волна отражается в виде волны уплотнения. |
В другом |
предельном случае, когда /С2 = 0 (свободная граница), ударная волна отражается, как волна разрежения.
Н. А. Рой и Д. П. Фролов [66], исследуя электроакустиче ский к.п.д. импульсного разряда, предложили определять об щую энергию симметричного импульса как сумму пяти зон:
|
|
|
|
(V—51) |
где |
Sj— площадь |
i-ii зоны; |
|
|
Д /. ; Д tj |
рс— волновое |
сопротивление; |
переднего, |
средней части |
; Д (( — соответственно длительности |
|
и заднего фронтов импульса зоны. |
|
Максимальный к.п.д. |
импульсного |
разряда, |
полученный |
Н. А. Роем и Д. П. Фроловым, составил 30—32%. Эти данные следует считать предельными, так как в последующих работах получены несколько меньшие результаты.
Преобразование электрической энергии, запасенной в кон денсаторе, в кинетическую энергию жидкости во многом зави сит от величины искрового промежутка I в жидкости [81. По-ви димому, для каждого конкретного случая существуют оптималь
|
|
|
|
|
|
ные значения промежутка 1опт. |
В таком случае коэффициент |
преобразования энергии имеет максимальное значение. |
|
Установлено |
[51 ], что преобразование энергии с минималь |
ными потерями выражается связью критериев |
|
|
S3 |
\ у-ж |
(V—52) |
|
|
) |
где |
S3— площадь |
неизолированной |
поверхности электрода; |
|
хж— удельная |
электропроводность |
среды; |
|
С — емкость |
конденсаторной |
|
батареи; |
|
шя— скорость |
развития лидерных |
каналов. |
|
Обработка экспериментальных данных по оптимальному про |
межутку в интервале удельных |
электропроводностей 10~5 — |
10 |
Ом-1 -см-1 позволила получить |
ряд критериальных зависи |
мостей [51], представленных в табл. 133.
На базе обработки критериальных зависимостей получен ряд
эмпирических формул, описывающих |
основные электрические |
и гидродинамические характеристики |
импульсного |
разряда в |
воде. |
Так, для интервала изменения |
параметров |
в пределах: |
UH= |
104-50 кВ; L = 14-7 мкГ; С = |
2,9-423 мкФ; |
I = 1-47 см |
предлагается ряд формул [57]:
радиус канала в конце первого полупериода гк (см)
гк = 0,05 |
L0’15 С0'5 0,15 . |
(V—60> |
Сравнение опытных и экспериментальных данных указывает |
на вполне приемлемое совпадение результатов. |
|
ХИМИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ |
ИМПУЛЬСНОГО РАЗРЯДА |
|
В воздействии на жидкие среды |
импульсного- |
разряда высокого напряжения и ультразвука имеется много общего. Исследования многих авторов [75, 95, 96, 97] показали, что ультразвуковое поле способно оказать химическое воздей ствие на вещество. Проведенные работы подтвердили возмож ность осуществления как окислительных, так и восстановитель ных реакций под действием импульсного разряда. Особенно важным для импульсной техники является то, что химическое действие ультразвука зависит лишь от интенсивности и практи чески не зависит от частоты.
Многочисленными экспериментами установлено, что причи ной окисляющего действия ультразвука является образование радикалов Н и ОН [97].
На характер протекания химических процессов решающее влияние оказывает состав газов, присутствующих в данной среде. Так восстанов ление J2 хорошо происходит в среде, насыщенной водородом и не наблю дается в среде благородных газов [98]. При фотодиссоциации J2 распада ется на атомарный J и радикал
Jo “j- ll't —>■J -f- J * .
Энергия кванта в этом случае
Ь = D + £ ,
где D — энергия диссоциации;
Е — энергия возбуждения радикала.
Предельная энергия кванта, вызывающего эту реакцию равна 8,45 эВ [52]. При обработке воды в кавитационных полостях возможно образо вание атомарного водорода, которое может проходить двумя путями [108]: путем непосредственной диссоциации молекулы водорода в кави тационной полости
Н2 -► Н + Н,
а также путем реакции Н2 с радикалом гидроксила
Н20 = Н' + ОН* ;
Н2 + ОН' ->■ Н20 + Н' .
Естественно, что при этом одна молекула воды может восстановить два атома йода.
