| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Фізика / Дослідження / |
|
ЯВИЩА униполярного заряд-масопереносу слабкопровідних СРЕД
ЕЛЕКТРИЧНИМ ПОЛЕМ І ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧА ТРАНСПОРТНА
ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЯ НА ЙОГО ОСНОВІ
Дудишев Валерій Дмитрович, Росія, Самара
Самарський технічний університет
Наведено опис оригінальних експериментальних і аналітичного досліджень нового фізичного ефекту і ефективної електротехнології імпульсного Гартрі колективного заряд-масопереносу в униполярного зарядженої слабопроводящому неполярной рідини в зовнішньому імпульсному електричному полі. Експериментально встановлено аномально високі ефективність і енергетика процесу заряду-масопереносу.
Проблема ефективного масопереносу слабкопровідних середовищ електричним полем, як і раніше актуальна в багатьох сферах техніки, наприклад для перекачування нафти, палив і інших рідин. Існуючі електрогідродинамічного технології масопереносу слабкопровідних середовищ, наприклад, діелектричних рідин, шляхом перетворення енергії електричного поля в кінетичну енергію потоку (ЕГД-технології) поки далекі від досконалості і володіють низькими енергетичними показниками. Справа в тому, що відомі модифікації іонно-конвективного способу ЕГД-перетворення передбачають наявність гальванічного зв'язку між електродами, поміщеними в рідину.
Метою даної роботи є розробка і дослідження відкритого раніше автором нового фізичного ефекту зарядомассопереноса униполярного зарядженої діелектричної середовища в електричному полі і його використання в енергозберігаючих гідромоторах і насосах нового покоління.
Опис дослідної установки і методики експериментів
Вперше цей новий фізичний ефект інтенсивного і енергозберігаючого масопереносу слабопроводящому рідини був експериментально виявлений автором статті 6-7 років тому. Частково ці досліди по електрополевому метання струменя униполярного зарядженої слабопроводящому рідини вперше були коротко описані автором в статті [1]. Нижче наведено детальний опис дослідної установки. Пристрій для циклічного прискорення униполярного зарядженої діелектричної рідини в зовнішньому електричному полі, далі іменованого як "метальник Дудишева", зображено на мал.1. Метальник складається з циліндричного V-образного скляного корпусу (1), виконаного з конічним соплом (.2,3), витягує кільцевого електрода (.6), що не має гальванічного контакту з рідиною, розташованого коаксиально метальної камері на регульованому, але фіксованому видаленні від сопла, циліндричного електрода (.5) із загостренням торця розміщується в вертикальну частину корпусу. Діаметри трубок вибиралися в межах 10-15 mm, діаметр сопла (3) 1.5 -2 mm. Метальна частина трубки - хвильової канал (4) встановлювалася на підставку (7) розташовувалася під кутом до горизонталі 15-20 о. Для підключення метальника Дудишева до зовнішньої електричного кола використовуються комбіновані зв'язку електродів з рідким середовищем
Мал. 1. Метатель Дудишева.
- Гальванічна для електрода-емітера і місткість для витягають електрода. До витягати електроду підводився нульовий потенціал, а до електроду- інжектору циклічно за допомогою зовнішньої комутації підводився ступінчастий електричний потенціал мінус 10-30 kV. Як джерело високої напруги використовувався блок живлення побутового озонатора повітря марки МО-10 "СУПЕР-ПЛЮС" потужністю близько 10 Wt (ТУ 3468-002-1195853-2000) або заряджений від цього блоку високовольтний конденсатор ємністю близько 200 ∙ 10 -12 F з робочою напругою 30 kV.
Методика проведення експериментів і спостерігаються ефекти
Перед початком досвіду прискорювальна трубка заповнювалася порцією діелектричної рідини від 0.01 до 0.1 kg. У момент подачі високовольтного імпульсу з конічного сопла спостерігалася потужна коротка за часом струмінь рідини в повітря, не зачіпає при своєму русі кільцевої витягує електрод і оптичні датчики. До моменту її закінчення витоку з сопла V-образна скляна трубка, як правило, спустошувалася повністю. Після цього висока напруга відключалася, вироблялося повторне заповнення трубки рідиною, і досвід повторювався. Вимірювання часопролітної характеристик струменя проводилося оптичним способом за сигналами двох фотоприймачів (поз.8) з оптичними каналами, що перетинають траєкторію метання струменя. Оцінка механічної (кінетичної) енергії струменя, розрахована за результатами вимірювання її часових параметрів руху, становила близько 2 - 4 J, швидкість струменя 20-30 m • s -1, а розрахункове імпульсна тиск на зрізі сопла становило близько 50 kg • sm -2 . У дослідах постійно виявлявся експериментальний парадокс невідповідності механічної енергії струменя і споживаної в імпульсі електричної енергії, відповідний фантастично високому ККД нового ЕГД- перетворення -Величина понад 100%. Було проведено цикл експериментів з метою вивчення області існування цього явища і виявлення його основних закономірностей. Коло випробуваних рідин включав в себе технічні вуглеводневі рідини, водо-паливні суміші, дистильовану воду. Ефект метання відтворювався тільки при використанні неполярних слабкопровідних рідин. При використанні водопаливних емульсій ефект сильно ослаблялся або зникав зовсім при збільшенні концентрації води. При використанні води ефект метання виникав. Досліджувався вплив розмірів метальника і форми конічного сопла на метальний ефект. Оптимальними виявилися кут розкриття конуса не більше 15-20 о і діаметр сопла 1.5 -2 mm при діаметрі циліндричної частини метальника 10 - 15 mm. Довжина метальної частини трубки до зрізу конуса в різних дослідах становила от100 до 300 mm. Ефект метання припинявся при створенні гальванічного зв'язку витягує електрода з рідиною, при інверсії полярності або зниженні напруги живлення нижче порогового близько 10 kV, а й при видаленні витягує електрода від сопла на відстань понад 50 mm.
Основи теорії відкритого явища
Сутність фізичних процесів і енергетики даного явища досить складна. Феноменологічна модель розроблена на основі системного аналізу відомих фізичних механізмів генерації надлишкових зарядів і зарядів-масопереносу в рідких середовищах / 2 -5 / .Отмеченное в експериментах вплив швидкості наростання напруги живлення на процес метання прямо свідчить про те, що в процесах зарядообразованія провідну роль відіграють емісійні процеси в порівнянні з контактними і електрохімічними. В рамках запропонованої фізичної моделі метальник представлений електричним конденсатором із шаруватим діелектриком, один шар якого рідинний, а інший твердотільний. Така модель складного і геометрично асиметричного конденсатора, що представляє послідовне з'єднання двох конденсаторів, цілком допускає можливість емісійних процесів на інжекторі в імпульсному режимі і відповідає моделі нізкодобротного рідинного електричного конденсатора, що володіє резистивної токовой витоком. Характер спостережуваного масопереносу в метальник радикально відрізняється від відомої моделі іонно-конвективних двонапрямлених течій між електродами. Головною причиною формування такого однонаправленного течії є встановлюється в метальної камері режим уніполярної провідності рідкого середовища, що забезпечується тільки інжектувати негативними іонами. Цьому режиму відповідає різко нерівноважний баланс вільних зарядів. У інтенсивно заряджається рідкому середовищі проявляється збільшення сил кулонівського відштовхування накопичується заряду від електрода-емітера. У цьому випадку в межах метальної камери біполярний екранування зарядів сильно ослаблено, а відновлення електронейтральності середовища технічно неможливо, оскільки при ємнісний зв'язку процеси генерації і перезарядки іонів на витягати електроді технічно виключені.
Потужний ефект метання СПЖ при низькому значення середньої напруженості електричного поля 0.3 - 1 kV sm -1 вказує на провідну роль в механізмі масопереносу сил взаємного відштовхування зарядів на малих відстанях, а й на визначальний характер впливу резконеоднородного поля, створюваного на вістрі емітера. Бліжнепольное униполярного кулонівської взаємодії (ЛІТЕР) однойменно заряджених вільних зарядів в умовах вибуховий електронної емісії з катода породжує величезні сили взаємного електростатичного відштовхування [3,4]. У слабопроводящому рідкому середовищі ці сили мають внутрішній, реологічно пов'язаний характер, що забезпечується сольватного оболонками іонів. ЛІТЕР між емітером і інжектувати в середу зарядом є джерелом зовнішньої сили, що прикладається до середовища з боку зовнішнього електричного поля. Величина цієї сили визначається середньої напруженістю поля в кінці зони гальмування зарядів середовищем і локальної величиною надлишкового заряду. ЛІТЕР всередині зарядженої області середовища створює їй електростатичну жорсткість. Тому суцільна протяжна область зарядженої середовища, прилегла до області емісії, подібно стислій пружині ефективно працює в якості кінематичного ланки передавального зовнішню кулонівську силу без квадратичного ослаблення зі збільшенням відстані. Жорсткість цієї ланки визначається величиною зарядовим щільності
Мал. 2 Кінематична ланцюг елетрореологіческого витіснення іонної хвилею нейтральної рідини. 1 електрод-інжектор, 2 ЛІТЕР в зоні емісії, 3-зона гальмування зарядів середовищем, 4 - область об'ємного заряду (іонна хвиля), 5 -реологіческое взаємодія на фронті іонної хвилі, 6 -нейтральная рідина.
Про причини однонаправленного заряд-масопереносу речовини
електричним полем
У дослідах на даному найпростішому метальник вперше виявлений ефект односпрямованого переміщення рідкого середовища за рахунок енергії електричного поля. Про це прямо свідчить всмоктування середовища з боку завантажувального горловини метальника. Фізична сутність ефекту полягає в створенні перепаду гідростатичного тиску в середовищі у вузькому каналі на кордоні зарядженої і нейтральної рідини. Перепад тиску в рідкому середовищі виникає в результаті униполярного Кулонівського взаємодії реологічно пов'язаного із середовищем об'ємного заряду з електричним полем емітера. Спочатку шляхом інжекції в околиці емітера формується униполярного Зарядове освіту, повністю перекриває перетин каналу, яке потім працює як реологічний поршень. Ефект проявляється в умовах уніполярної провідності середовища у вузьких каналах малого перетину при надійному і повному його перекритті зарядженої середовищем. У метальників конструктивно суміщені зона введення рідини в метальний канал із зоною інжекції зарядів в середу. Таким чином, односпрямований массоперенос середовища електричним полем в метальник відбувається внаслідок вирішення конфлікту властивостей нерозривності середовища і кулонівських сил відштовхування. Вентильні властивості метальникові забезпечують структура електростатичного поля електрода, а й відмінності в характері впливу електричного поля на нейтральну і заряджену середу. Напрямок струмів інжекції визначає напрямок течії середовища та локально збігається з ним. У метальників утворюється декількох функціональних зон взаємодії рідкого середовища з електричним полем електрода і діелектричної направляючою системою: зона введення середовища, зона контактної і електрохімічної зарядки, зона польовий емісії, зона гальмування зарядів середовищем, зона ЛІТЕР зовнішнього електричного поля з середовищем і зона виведення зарядженої рідини. Початком зони ефективного реологического взаємодії зарядів з середовищем є кінець зони гальмування. Тут неоднорідне зовнішнє електричне поле створює в середовищі градієнт зарядним концентрації і перепад електрореологіческого тиску. Зоною додатки зовнішньої кулоновской сили до середовища є зона емісії електронів. Таке застосування кулонівських сил, в порівнянні з іонно-конвективним способом ЕГД-перетворення, є абсолютно новим і створює передумови для створення енергозберігаючих ЕГД-пристроїв великих габаритів і потужностей-т.е. для створення електротехнологій силовий кулоновской електрогідротраспортной енергетики. Дослідження на дослідах показали, що проблеми розв'язки входу і виходу відкритого полого гидроканал, а й виведення течії за межі каналу за рахунок цього вентильного ефекту ефективно вирішені.
В умовах уніполярної провідності, на відміну від відомих ЕГД-пристроїв, зарядоперенос в рідкому середовищі має унікальну особливість, яка полягає в повній відсутності рекомбінаційних втрат заряду і вихрових течій. Іонні хвилі в таких умовах мають високу зарядову щільність, відчувають сильне униполярного когерентне вплив з боку зовнішнього електричного поля і виявляють схильність до збереження форми і колективному заряд-масопереносу. Відбувається формування течії, схожого на мікроструйний протягом, тільки вже в масштабах хвильового каналу.
Основним механізмом, який поставляє заряди в середу, є автоелектронна емісія. Розглянемо механізм формування зарядовим хвилі на емітер повністю перекриває канал. За оцінками [8,10], зона гальмування зарядів середовищем складає долі міліметрів, цього явно не достатньо для перекриття каналу діаметром 10-15 mm. Отже, існують один або кілька самоузгоджених механізмів рівномірного розподілу інжектіруемого заряду по перетину каналу в області електрода-інжектора. Такими механізмами є: мікроструйний міграційні ЕГД-течії розвиваються в сильних електричних полях бік зниження зарядовим щільності. Газодинамический механізм зарядопереноса, що виникає в умовах часткового пробою, і фазового переходу рідина-газ. Міграційний винос на периферію каналу іонів, одержуваних на бічній поверхні електрода-емітера шляхом контактної або електрохімічної зарядки середовища. У сукупності ці механізми забезпечують рівномірний розподіл надлишкового заряду по перетину каналу в зоні формування іонної хвилі
Формування електрореологіческой іонної хвилі тиску
При емісії в рідку середу надлишкові електрони і голі іони гальмуються середовищем. Рухливість іонів в процесі сольватации середовищем знижується на 4 порядки, а електронів - на 7 порядків [5,9]. Мінлива в часі рухливість іонів в середовищі створює умови для "кристалізації" області надлишкового заряду в обмеженому обсязі, що перешкоджає розтіканню зарядів. Сили ЛІТЕР вибудовують високоподвижних іони в поки ще гомогенної середовищі на максимально можливому рівновіддаленій відстані один від одного. Умові рівновіддаленості відповідає єдино можлива - гексагональна структура розташування іонів в просторі. Така структура розташування зарядів забезпечує найбільшу електростатичну жорсткість. Руйнування такої квазікристалічної вже сольватованих структури може відбуватися тільки з вільних поверхонь ОЗ. Усередині метальника такими є фронт іонної хвилі, а в струмені - її бокова поверхня. У дослідах з метання помічено компактне переміщення струменя рідини в повітрі на досить великому початковому ділянці траєкторії польоту. Великий надлишковий заряд в СПР повинен призводити до статичних зарядовим нестійкості і стратифікації струменя, а в дослідах це відбувається зі значною затримкою за часом. Це свідчить на користь існування механізму "кристалізації" надлишкового заряду в іонної волне.Сущность відкритого електрорелогіческого хвильового ефекту полягає в тому, що під дією інтенсивної імпульсної уніполярної інжекції заряду в слабкопровідних рідина в умовах уніполярної провідності навколо зони інжекції створюються квазикристаллические іонні хвилі, що володіють великою електростатичного жорсткістю і сильною реологічної зв'язком з середовищем і переміщаються разом з нею, здійснюючи механічну роботу у вигляді її масопереносу. Рух іонних хвиль в СПР визначається переважно уніполярним кулонівської взаємодії і супроводжується створенням перепаду тиску на них. Формування іонних хвиль в рідкому середовищі відбувається в околиці польового емітера за час 10 -4 - 10 -3 s. Ефект уніполярної провідності в СПР забезпечується, зокрема, при використанні ємнісних струмів і імпульсних режимів харчування. Прояв фізичного ефекту спостерігається в каналах малого перетину, порівнянних за розмірами з зоною гальмування зарядів, при використанні неполярних слабкопровідних рідин.
Досліди показали важливу роль конуса метальника на процеси униполярного зарядомассопереноса. З'ясувалося, що конус є по суті концентратором силових ліній електричного поля одночасно підсилювачем гідростатичного тиску слабопроводящому рідини. Експериментально знайдено оптимальний кут розкриття конуса метальника (15-20 градусів)
Звідки надлишкова кінетична енергія у струмені метальника?
Аналіз результатів експериментів призводить до висновку, що аномально висока кінетична енергії струменя є наслідком роботи потенційного електричного поля внаслідок структурної перебудови всієї середовища. Електричне поле створює енергетичне обурення структурних складових середовища на рівні іонів, молекул і надмолекулярних структур навколо іонів. Продукти електрополевой хімічної реакції розкладання вуглеводнів - риформінгу є молекули, іони і вільні радикали ненасичених вуглеводнів.
а) Польовий риформинг. Освіта заряджених частинок при риформінгу еквівалентно додаткової іонізації середовища, але досягається при менших витратах енергії. В області емісії виникає впорядкування хаотичного теплового руху частинок в електричному полі в напрямку вектора напруженості електричного поля. Енергія екзотермічної реакції розриву хімічних зв'язків рідин в електричному полі проявляє себе не тільки у вигляді тепла - хаотичної кінетики, але і у вигляді спрямованої кінетичної складової, орієнтованої в напрямку вектора електричного поля. Цей процес локалізований в області найвищої напруженості поля, тобто на кромці інжектора, там, де відбувається польова емісія електронів. Процес емісії електронів починається при локальних напряженностях поля близько 10 7 -10 8 V • sm -1. За концепцією Г.А. Місяці, і С.М. Коробейников [6] підтверджує її для процесів йдуть в рідини, інжекція електронів в сильних полях йде не безперервним потоком, а в вигляді струмових порцій - Ектон. Загальний струм інжекції розпадається на серії окремих струмових імпульсів тривалістю 10 -9 s, а частота їх повторення залежить від струму емісії і прикладеної напруги. Коливальний характер струму емісії надає резонансне вплив на окремі хімічні зв'язки молекул середовища. Це означає, що енергія необхідна для резонансного розриву хімічних зв'язків початково може бути багато менше енергії дисоціації, але, накопичуючись в середовищі протягом багатьох періодів коливального впливу, ця енергія призводить до їх розриву, а виділяється хімічна енергія при цьому може бути дуже великий, по порівняно з витраченої. Тому на кромці емітера в області сильних полів створюються умови для перебігу процесів і риформінгу вуглеводнів і резонансних процесів впливу електричного поля на рідку середу, а й анізотропія і коррелированность теплового руху.
б) Спрямована сольватация іонів в електричному полі. Відомо що, при інжекції заряди в рідку середу переходять у вигляді електронів (при емісії) та у вигляді сухих (голих) іонів при електрохімічної перезарядки [5,9]. При сольватации зарядів в рідкому середовищі завжди створюється надлишкова енергія, що оцінюється величиною від 70 до 450 kJ • mol -1 (100 kJ • mol -1 - середнє значення) призводить до її структурну перебудову [9]. Середній молярної оцінці приблизно відповідає енергія рівна 1 eV на кожен сольватіруемий іон. В умовах спонтанного перебігу процесу сольватації ця енергія виділяється в середовищі вигляді тепла - хаотичного руху частинок. Але якщо процес відбувається в досить сильному і регулярному за структурою електричному полі, в умовах дефіциту нейтральних молекул і нерівномірної зарядним концентрації, то з великою часткою ймовірності створюються умови для узгодженого руху іонів і нейтральних молекул, що втягуються в сольватні комплекси, у напрямку вектора електричного поля. Електростатична енергія іонів витрачається на створення надмолекулярної структури в умовах сильної коррелированности хаотичних рухів формуються сольватних комплексів, інакше кажучи, у вигляді значної спрямованої складової кінетичної енергії сольватації. Механізм спрямованої сольватации іонів в сильному електричному полі і додає свій енергетичний внесок в механічну енергію руху середовища, збільшуючи ефективність преобразованія.потенціальной енергії електричного поля. Величина цього енергетичного вкладу енергії сольватації пропорційна величині инжектированного електричного заряда.і напруженості поля ..
Самоорганізація і аномальна енергетика ефекту
Дослідження показують, що виявлений ЕГД-ефект електрореологіческого поршня при метанні униполярного зарядженої струменя в зовнішньому електричному полі є надійно відтворюється аномальне енергетичне явище в СПР штучно створюється в спеціально організованих умовах.
Імпульсна емісія електронів призводить до втрати електронейтральності середовища. Такий стан середовища є вкрай нерівновагим і метастабільним, оскільки інжектувати заряд швидко просторово структурується, і сольватіруясь середовищем, встановлює з нею сильну реологічну зв'язок. У цих умовах зарядова релаксація середовища в електричному полі можлива тільки через її спрямований массоперенос. Повернення енергетичної системи в стан рівноваги, що відбувається відповідно до основоположним природничих принципом Ла Шательє, в разі сверхвозбужденного стану системи може реалізуватися через ланцюг нелінійних аномальних енергетично пов'язаних ефектів, які не спостерігаються в звичайних умовах. До числа таких аномальних, що не спостерігаються в традиційних умовах, ефектів, що описують явище метання можна віднести: 1. Встановлення аномально сильної реологічної зв'язку іонів із середовищем в іонної хвилі при їх неповної сольватации в умовах високої зарядовим щільності і локального дефіциту нейтральних молекул. 2. Іонно-хвильової заряд-масоперенос, що копіює в гігантських просторових масштабах відомі мікроструйний течії. 3. Аномально сильне Кулонівське взаємодія зарядженої середовища із зовнішнім електричним полем в умовах уніполярної провідності, відсутності біполярного екранування і неможливості локальної зарядової релаксації. 4. Спрямована сольватация зарядів в сильному електричному полі. 5. Спрямований резонансний електрополевой риформинг вуглеводневої середовища. Джерелами кінетичної енергії струменя є потенційна енергія зовнішнього електричного поля, електростатична енергія надлишкових іонів і внутрішня енергія хімічних зв'язків в структурі СПР. Зовнішнє електричне поле в даному ефекті адитивно передає свою енергію униполярного зарядженої середовищі паралельно через чотири самоузгоджених механізмів: ЛІТЕР в різко неоднорідному полі емітера створює инжекцию зарядів в середу. Середня напруженість поля в каналі метальника робить силову дію відразу на все інжектовані іони. Електроупругое взаємодія всередині зарядженої області середовища, що примикає до емітера, створює силове дальнодействие для зовнішньої сили, створюваної за рахунок ЛІТЕР в області емісії. Посилення енергетики та динаміки струменя здійснюється і за допомогою біполярного взаємодії об'ємного заряду з витягають електродом і електростатичним фокусуванням поля конусом метальника.
Чому виникає струмінь? З огласно основоположного наукового принципу естествознанія- про протидію будь-якої системи будь-якого зовнішнього збурення (принцип Ла Шательє) - будь-яке явище можна розглядати як відповідну реакцію системи з метою його компенсації цього зовнішнього впливу, що обурює Розглянемо детальнее- як працює цей загальний закон Природи -Принцип Ла Шательє в нашому складному багатостадійному механізмі формування та прискорення струменя в описаному досвіді:
а) рівноваги вплив. В даному випадку зовнішні рівноваги вплив на систему метальник-слабкопровідних рідина (СПР) -це сильне електричне поле. Яке одним потенціалом безпосередньо впливає на СПЖ а другим потенціалом створює концентрацію силових ліній в каналі з СПЖ .. Це-призводить до виникнення ОЗ в СПР через інжектувати імпульсом в СПР уніполярний ел заряду за допомогою електронної емісії.
б) реакція енергетичної системи. Обурена уніполярним оз гідродинамічна система "СПЖ + робочий канал + емітер в каналі" намагається компенсувати це зовнішнє обурення і за допомогою кулонівських сил взаємодії наелектризованої униполярного діелектричної СПЖ із зовнішнім електрополе виштовхнути цей уніполярний заряд на винесений за межі рідини витягує електрод з тим щоб знову розрядити рідина і зробити її знову електронейтральної. Цей складний динамічний процес не може протікати миттєво, оскільки СПЖ досить швидко засвоює цей заряд і сольватіруются інжектувати ел заряд. Саме тому і розвивається ціла подальша ланцюжок взаємопов'язаних електро-фізико-хімічних-електромеханічних процесів і перетворень в СПР під дією первинного імпульсного збурювання цього зовнішнього електричного поля. І тому реакція відгуку цим складним гідродинамічної системи + повітряний проміжок складного імпульсно заряджається двухфазного конденсатора спрямована на те, щоб компенсувати. швидше цей інжектувати заряд, але зовнішнє поле не дає це зробити миттєво тому і відбувається багатоступенева трансформація цього заряду в метальник з послідовним з'єднанням його і в сольвати в більш складні структури в рідині.
в) кінцевий ефект-виникнення струменя Саме рух сольватной униполярного зарядженої хвилі рідини за принципом електрореологіческого поршня -з виштовхуванням всієї рідини в каналі до виходу з конічного метальника дозволяє навіяного в ній початково об'ємного заряду до протилежно зарядженого електроду дозволяє компенсувати вплив, що обурює, причому з швидкодією обумовленим і форм-факторів і параметрами поля і самої рідини і звичайно введеного в неї униполярного заряду. .Імпульсная Електрична зарядка СПЖ через емітер породжує значне кулоновское тиск в зоні емісії заряду внаслідок кулонівського відштовхування сольватной середовища з уніполярним ОЗ від однойменно зарядженого емітера. І далі після виходу із зони кулонівського відштовхування наелектризованої від емітера, струмінь стрімко набирає швидкість і кінетичну енергію. І далі цей тиск пружно передається нейтральної рідини приводячи її в рух по каналу назустріч компенсує воздействію- протилежного заряду витягує електрода цілком зрозуміло що чим більше значніше за величиною інжектувати заряд і чим вище ємність конденсатора і значить і протилежний заряд то тим більше сили кулона і тим швидше відбудеться компенсація обурення - тобто наведеного заряду тобто тим вище швидкість струменя і ЕГД- хвилі леї до виникнення ЕГД -хвилі яка і спрямовується силами Кулона по силових лініях зовнішнього сильного електричного поля в рідині до витяжного електроду. Причому дана ЕГД-хвиля рухається з прискоренням по каналу, переміщаючи перед собою як поршнем і нейтральну рідину, що не встигла ще придбати і сольватованих ОЗ Постійним прискорення струменя на різних стадіях процесу обумовлено саме потенційної енергією і кулоновскими силами під дією саме векторного ел поля, тому що для цього існує кілька взаємопов'язаних пружинних механізмів для цього. Спочатку вона відштовхується від гранично неоднорідного ел потенціалу того ж знака від самого емітера -одноіменно зарядженого електрода (зона ЛІТЕР), потім ця хвиля уніполярних іонів і сольватов прискорюється щодо однорідним ел полем в циліндричної чисти метальника і нарешті додатково прискорюється в конусі завдяки електростатичного фокусуванні силових ліній поля і зростаючим кулоновским силам тяжіння поблизу зони неоднорідності поля обумовленого формою витягує електрода. Таким чином, компенсуючий відгук цим складним багатофазної системи двухфазного конденсатора в умовах різкого динамічного обурення полем зводиться до виникнення динамічного переміщення всієї униполярного зарядженої рідини до витягати електроду з одночасним отриманням внутрішньої енергії рідини і поля, причому на всіх стадіях розвитку струменя.
резюме
Таким чином, весь цей складний багатостадійний процес виникнення і розвитку ЕГД хвилі в униполярного зарядженої СПЖ цілком закономірний як явище Природи і вельми добре порозуміються з позиції загального принципу протидії збурень -Принцип Ла Шательє. І вся послідовність виявлених нами явищ і ефектів в метальників це по суті логічний ланцюжок наслідків аж до повного вильоту струменя з сопла це і є реалізована в дійсності і яка спостерігається в опитах- відповідна електрогідродинамічного реакція даної нестаціонарної імпульсної гідродинамічної системи на зовнішнє вплив, що обурює - т . Е. на першопричину виникнення струменя - на зовнішнє імпульсна сильне електричне поле і об'ємну униполярного зарядку рідини. Таким чином, виявлений в дослідах ефект інтенсивного заряду-масопереносу слабкопровідних рідин теоретично пояснений як ефект перетворення потенційної енергії зовнішнього електричного поля і внутрішньої хімічної енергії самого середовища в кінетичну енергію руху самого середовища
Перспективи практичного використання відкриття
До очевидних переваг і незаперечних переваг нового класу хвильових ЕГД-пристроїв, які можуть бути незабаром створено, слід віднести їх простоту, різноманітність їх конструктивних форм, високу ефективність, інваріантність до розмірів, напрузі харчування і середній величині напруженості поля, а й некритичність до режимів часткового пробою рідкого середовища і навіть перевагу таких режимів роботи. Крім того, слід зазначити можливість реалізації хвильових ЕГД-пристроїв майже не обмежених габаритів і вихідних потужностей, можливість використання комбінованих режимів харчування, високих перепадів створюваного тиску при великих витратах, відсутність проблем з виведенням течій в магістраль. Висока ефективність хвильового ЕГД-перетворення заснована на диво скоєному самоорганізується хвильовому механізмі заряд-масопереносу, використанні енергії інжектованих зарядів і внутрішньої хімічної енергії самого середовища. Висока ефективність нового ЕГД-перетворення заснована на диво скоєному самоорганізується хвильовому механізмі заряд-масопереносу під дією кулонівської взаємодії електричних полів -сильніше зовнішнього електричного поля з наведеним електричним полем уніполярним електричним зарядів в самій слабопроводящому рідини Високу щільність емісії електронів і створення униполярного негативного об'ємного заряду до 10 ^ -4 Кл за 10 ^ -9 c можна забезпечити ЕКТОН вибуховим методом Г.А. Місяці / 11 /. Розрахунки показують, що в цьому випадку кулоновская сила відштовхування униполярного об'ємного сольватованих заряду десятки Кулон, отриманого від вибухової емісії, від емітера з мікронним діаметром може досягати десятків -сотен ньютон, що створює імпульсні електрогідродинамічного тиску в зоні вістря катода порядку сотен- тисяч атмосфер, Це тиск від емітера передається кулоновскими силами і електрорелогіческой хвилею тиску до виходу робочого каналу і посилюється кулоновским іонним прискорювачем в каналі метальника і за допомогою електростатичного фокусування його конуса. В результаті, як показують орієнтовні розрахунки і досліди, при діаметрі отвору вихідного сопла в 1-2 мм робочий тиск цієї кулоновской хвилі слабопроводящому рідини при закритому соплі становить сотні атмосфер.
Нова електрогідроенергетіка
http://www.valery12.narod.ru/index1.shtml
Метод ефективного вивільнення прихованої внутрішньої енергії поля і рідин за допомогою ЕГД -ефекту відкриває йому нові величезні можливості в новій безпаливної енергетиці. Розглянемо деякі найбільш характерні перспективні застосування такої нової енергетики.
Електрогідравлічні безпаливні двигуни
Дана технологія перетворення прихованої енергії потенційного електричного поля і рідин в тиск і кінетичну енергію за допомогою кулонівських електричних сил дозволяє створити маловитратні насоси і мотори нового покоління Цей ефект безопорного кулонівського руху найбільш перспективний в кулоногідромоторах .. Пояснимо це на прикладі такого нового електрогідравлічного масляного (водяного) кулономотора для транспорту
рис.3
На рис.3 показана спрощено конструкція такого поршневого гідромотора Склад елементів пристрою енергозберігаючого гідравлічного мотора перерахований више.Ето простий пристрій отримання кінетичної енергії обертання від поступального руху поршнів 2,4 засноване на використанні потенційної енергії електричного поля і гідроелектродінаміческого тиску і струменя рідини за допомогою униполярного ЕГД- ефекту. Основна верхня робоча ЕГД-камера забезпечена електродом 11 для уніполярної електричної зарядки рідини, наприклад дистильованої води. В результаті імпульсної подачі високовольтної напруги від джерела 10 виникає явище вибухової електронної емісії з електрода 11 при високих напряженностях електричного поля з електрода - в рідини створюється уніполярний об'ємний електричний заряд до декількох десятків кулон. Цей електричний заряд сольватується в рідини і створює потужні сили кулонівського відштовхування рідини від електрода 11. Далі електрогідродинамічного тиск передається поршню 2 і через повітряний демпфер 3 основного поршня 4. Поршень 4 передає свою кінетичну енергію через шатун 5 і колінвал 6 робочому приводу мотора, наприклад, для обертання коліс економічного гідромобіля .. Частоту ходу поршнів регулюють частотою подачі високовольтних імпульсів від блоку ПВН, а потужність гідромотора і момент на валу величиною напруги і величиною емісії електронів. По-суті, запропонований і частково апробований високоефективний перетворювач внутрішньої енергії електричного поля і рідини. Це ж пристрій може бути використано і як гидронасос для перекачування рідини. Дана унікальна технологія може бути використана в будь-який автономної енергетиці, наприклад для приведення в обертанні висоскоростной турбіни на одному валу з електричним генератором, або для перекачування слабопроводящому рідини, наприклад, нафти з подальшим прямим перетворенням кінетичної енергії сформованого потоку в електроенергію.
Мал. 4 Вихревой суміщений ЕГД-гідроенергоузел "гідротурбіна- елгенератор"
1. ротор гідротурбіни. 2. тангенціальні сопла. 3. центральний впускний патрубок. 4. впускний канал ЕГД-насоса. 6. постійні магніти. 7. статорні індуктивні обмотки. 7. порожнистий феромагнітний статор - суміщений збірник рідини. 8. поворотний патрубок. Примітка: Пристрій ЕГД-насоса на рис 3. не показано. Патрубки 2 і 8 герметично пов'язані через ЕГД-насос
висновки
1. Експериментально виявлено і теоретично пояснено нове фізичне явище прямого перетворення потенційної енергії електричного поля в кінетичну енергію шляхом інтенсивного електрореологіческого колективного заряд-масопереносу рідкої діелектричної середовища в зовнішньому імпульсному електричному полі при інтенсивній інжекції в умовах уніполярної провідності.
2. Явище колективного униполярного заряд-масопереносу слабкопровідних середовищ являє собою певну самоузгоджену послідовність взаємопов'язаних електрофізичних явищ і ефектів, заснованих на кулоновском силовому взаємодії електричних полів - зовнішнього електричного поля і внутрішнього поля, наведеного уніполярним об'ємних електричним зарядом в рідини (риформінгу, спрямованої сольватации, іонного прискорювача і ін.)
3. Відкриття і запропонований метод покладено в основу нової транспортної електротехнології і вже реалізовані в експериментальних установках і ізобретеніях- енергозберігаючих насосах-форсунках нового покоління. Зокрема, запатентовані спосіб подачі, розпилення та поєднаний .блок "паливний насос-форсунка -свеча запалювання" для інжекторних двигунів / 12,13 /.
бібліографічний список
1. Дудишев В. Д. Нові методи вилучення та перетворення потенційна енергія електричного поля в кінетичну енергію та електроенергію - "Нова Енергетика" №4 / 2003 р http://www.efir.com.ua/rus/a.php? r = 2 & d = 22
2. Остроумов Г. А. Взаємодія електричних і гідродинамічних полів. М.: Наука, 1979.г ..
3. Віршиків Ю. К., Остапенко А. А. електрогідродинамічного течії в рідких діелектриках. Вид-во ЛДУ, 1989.
4. Віршиків Ю. К., А.А. Стеблянко. Порушення гомогенності слабкопровідних рідин в сильних електричних полях. ЖТФ 1997 т 67 №10
5. А. І. Жакін. Іонна електропровідність і комплексоутворення в рідких діелектриках. УФН 2003 року, тому 173, №1.
6. С.М. Коробейников. Інжекційний ток і утворення бульбашок в сильних резконеоднородних електричних полях. http://sermir.narod.ru/tryd/mechan99.shtmll
7. А. А. Остапенко. Вплив електричного поля на динамічну в'язкість рідких діелектриків Журнал технічної фізики, 1998, тому 68 № 1 038.
8. Віршиків Ю.К., Павлейно М.А., Буянов А.В. Вплив зовнішніх умов на основні характеристики ЕГД течій. // VI Міжнародна наукова конференція "Сучасні проблеми електрофізики і електрогідродінамікі рідин. Збірник доповідей. СПб. 2000. Стор. 87-92.
9. В. В. Ськорчеллетті. Теоретична електрохімія. Л. 195911.
10.С. В. Івлієв і ін. Про характерні часи термализации електронів в діелектричних середовищах. ЖТФ 1997 Т67 №6
11. Г. А. Місяць Ектон- лавина електронів з металу - "Успіхи фізичних наук", 1995 р, т. 165, №6
12. Дудишев В. Д. Спосіб запалювання паливної суміші в ДВЗ і пристрій для його здійснення -пат РФ№2160380 13. Дудишев В. Д. Екологічна безпека та енергетичне вдосконалення автотранспорту - "Екологія та промисловість Росії") №5 / 97 м
14. Дудишев В. Д. Спосіб спалювання палива і пристрій для його здійснення -пат РФ №2160414
Версія для друку
Автор: Дудишев Валерій Дмитрович
PS Матеріал захищений.
Дата публікації 01.06.2004гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.