Теоретические и экспериментальные исследования ЭГД-насосов

3. Электрофизические и электрохимические свойства диэлектрических жидкостей

3.43M

Categories: physics

physics

industry

Исследование электрогидродинамических и электрофизических свойств диэлектрических жидкостей

1.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ
И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

2. Теоретические и экспериментальные исследования ЭГД-насосов

Направления исследований
1
2
Теоретические и
экспериментальные
исследования
ЭГД-насосов
Теоретические и
экспериментальные
исследования
ЭГД-теплообмена
3
Исследование
элекрофизических и
электрохимических
свойств жидких
диэлектриков

3. 1. ЭГД-насосы

2
1
3
РИС. 1 Цилиндрический ЭГД-насос: 1 пьезометры; 2 сеточные электроды; 3 другие типы электродов.

4.

350
200
300
4
150
250
D P, Па
100
Р, Па
200
2
50
150
1
2
1
0
100
50
-50
3
0
0
0
20
40
60
80
100
120
140
Е, кВ/см
Рис. 1.1 Зависимость давления, развиваемого
сеточным насосом, от напряжённости между
сетками (графики 1, 2 для последовательных
измерений, 3 тоже масло через сутки, 4
теоретический график) = 1,7 10 10 См м 1 .
50
100
150
E, кВ/см
Рис. 1.2 Зависимость давления, развиваемого
сеточным насосом на трансформаторном
масле (графики 1 для трансформаторного
масла, долго находившегося на воздухе, 2
тоже масло с добавлением йода до
проводимости 6,13 10 9 См м 1).

5. 2. ЭГД-теплообмен

L1
1
2
2
U=
Т0
1
Тw
E 158,9 UI 1 4
,
y1
H
L2
T0
x1
Г (x)
y
x
Tw
Рис. 2.1 Схема течения вблизи теплоотдающей
поверхности и от острийкового электрода.

6. Ролик 1

7.

Ролик 2

8.

2
1
3
Рис. 2.2 Электроконвективный теплообменник: 1 система электродов
лезвия плоскость; 2 патрубки для входа охлаждённой жидкости; 3
проводники питания нагревательного элемента.

9. 3. Электрофизические и электрохимические свойства диэлектрических жидкостей

m
J 2 me J 2
(m = 1, 2)
Катод: 2 H 2O 2e H 2 2OH
Анод: 2 H 2O 4e 4 H O2

10. Проблемы:

1. Объёмные процессы
2. Контролируемый уровень инжекции
3. Разрядка на электродах
4. Электрохимическое загрязнение

11.

Кадры течения жидкости, взятые через 0,08 с.

12.

14
vy , мм/с
12
10
8
6
4
2
(H y)/H
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
Рис. 4.
Зависимость вертикальной составляющей скорости
течения жидкости vy на оси струи от относительного расстояния
между кромкой лезвия и плоским электродом (H y)/H.
.

13.

Рис. 5.1. Два последовательных кадра: U = 10 кВ; H
= 10 мм.
Рис. 5.2. Два непоследовательных кадра: U = 15
кВ; H = 10 мм.
Рис. 5.3. Два непоследовательных кадра: U = 15
кВ; H = 3 мм.

14.

v, мм/с
40
35
5 кВ:
v = 18,9H-1,2
10 кВ:
v = 9,7H -1,5
15 кВ:
v = 4,9H-2,1
30
25
20
15
10
15 кВ
10 кВ
5
5 кВ
0
0
1
2
3
H, см
Рис. 6. Зависимость скорости течения трансформаторного масла в
центре струи от расстояния H при постоянном U.

15.

~ 220В
3
ИВН
6
V
V
4
1
У5 11
7
~ 220В
5
2
Электрическая схема установки по измерению электрофизических
свойств диэлектрических жидкостей: 1 измерительная ячейка; 2
электрометрический усилитель постоянного тока; 3 источник
высокого напряжения; 4 регистрирующий цифровой вольтметр; 5
гасящее сопротивление; 6 киловольтметр; 7 искровой разрядник.

16.

1200
Ряд1
Ряд2
Ряд3
Ряд4
Ряд5
Ряд6
Ряд7
Ряд8
Ряд9
Ряд10
1000
мкА/м2
800
600
400
200
0
0
5
10
15
кВ/см
20
25
30
1 ВАХ для сушенного 2 суток ТМ (Обр. № 1, Выб. № 4) (Ряды 1 8)
(Измерения проводились друг за другом. На снятие одной ВАХ
затрачивалось около 15 мин.);
2 ВАХ для этого же масла + 20 капель раствора йода в ТМ на ячейку
(Ряды 9, 10) (Концентрация J2 4.966 1016 см 3).

17.

мкА/м2
70
60
50
40
30
20
10
0
0,0
0,5
Ряд1
Ряд2
Ряд3
Ряд4
Ряд5
Ряд6
Ряд7
Ряд8
Ряд9
Ряд10
1,0
кВ/см
1,5
y = 4,036x R2 = 0,992
y = 9,946x R2 = 0,999
y = 13,313x R2 = 0,997
y = 16,266x R2 = 0,995
y = 19,403x R2 = 0,998
y = 21,913x
y = 26,258x
y = 29,105x
y = 35,639x
R2 = 0,997
R2 = 0,997
R2 = 0,994
R2 = 0,993
y = 37,016x R2 = 0,997
y = 40,918x R2 = 0,997
Ряд11
Начальные участки ВАХ ТМ + J2 (до 140 капель раствора J2 в
ТМ). (Обр. 1, Выб. 6, ТМ, сушенное вместе с раствором J2 6
суток). Для экспериментальных точек построены линейные
аппроксимации. R2 – достоверность.