Исследование процесса возникновения электрического разряда в водной среде при разработке электрогидравлических технологий
Study of the electric discharge process in the aquatic environment in the development of electro- hydraulic technologies

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

электрический разряд, водная среда, электрогидравлический эффект, инициирование разряда, импульсное напряжение, плазмообразование, ударная волна, пробой жидкости, кавитация и высоковольтные технологии, electric discharge, aquatic environment, electrohydra

АННОТАЦИЯ

Авторы: Айтбаев Н. А., Бердишев А. С., Шерьязов С.К.

Вода, используемая в технологическом процессе, как правило, требует ее очистки от разных примесей и обеззараживания при наличии определенных групп бактерий. Для этой цели используются различные
методы обеззараживания и способы очистки использованной воды. Наиболее актуальным является физический метод очистки и обеззараживания загрязненной воды, как, например, сточных вод. Для этого широко
распрастранен метод очистки в кавитационном поле. При этом в водной среде важно создать кавитацию и
разработать кавитационный генератор. Один из способов создания кавитации возможен в электрогидравлической технологии. В данной работе рассматриваются физические процессы, сопровождающие возникновение электрического разряда в водной среде, что является ключевым элементом электрогидравлических
технологий. Особое внимание уделено механизмам инициации разряда, влиянию параметров среды (давление, проводимость, температура) и характеристикам импульса высокого напряжения. Исследование направлено на установление оптимальных условий для эффективного формирования разряда и генерации ударных
волн, применяемых в технологических процессах разрушения, обработки и очистки материалов. В работе
представлена установка, в схеме которой предусмотрены зарядный и разрядный контуры. Зарядный контур
представляет высоковольтный трансформатор с выпрямителем. Разрядный контур состоит из формирующего промежутка и рабочего промежутка, погруженного в жидкость. В рабочем промежутке вода ведёт себя
как проводник, а в момент подачи высокого напряжения происходит пробой формирующего промежутка,
сопровождаемый основным кавитационным ударным импульсом. Кавитационные импульсы, формирующиеся в жидкой среде под воздействием высоковольтных электрических разрядов, оказывают выраженное
разрушительное воздействие на микрофлору, приводя к гибели микроорганизмов, и способствуют снижению потери энергии. Представленные экспериментальные данные подтверждают электрогидравлический
эффект, а также обсуждаются перспективы применения полученных результатов в инженерной практике.

Abstract:

NAME: Study of the electric discharge process in the aquatic environment in the development of electro- hydraulic technologies
AUTOR: Aytbaev N. A., Berdishev A. S., Sheryazov S. K.

Water used in the technological process usually requires its purification from various impurities and disinfection in the presence of certain groups of bacteria. For this purpose, various disinfection methods and methods of cleaning used water are applied. The most relevant is the physical method of cleaning and disinfecting contaminated water, such as wastewater. For this, the method of cleaning in a cavitation field is widely used. In this case, it is important to create cavitation in the aquatic environment and develop a cavitation generator. One of the ways to create cavitation can be used in electrohydraulic technologies. This paper examines the physical processes that accompany the occurrence of an electric discharge in an aqueous medium, which is a key element of electrohydraulic technologies. Particular attention is paid to the mechanisms of discharge initiation, the influence of environmental parameters (pressure, conductivity, temperature) and the characteristics of a high-voltage pulse. The study is aimed at establishing optimal conditions for the effective formation of a discharge and the generation of shock waves used in techno- logical processes of destruction, processing and cleaning of materials. The paper presents an installation with a charging and discharging circuit. The charging circuit is a high-voltage transformer with a rectifier. The discharging circuit consists of a forming gap and a working gap immersed in liquid. In the working gap, water behaves as a conductor, and the moment high voltage is applied, a breakdown of the forming gap occurs, accompanied by the main cavitation shock pulse. Cavitation pulses formed in a liquid medium under the influence of high-voltage electrical discharges have a pronounced destructive effect on micro- flora, leading to the death of microorganisms and contributing to a decrease in energy loss. The presented experimental data confirm the electrohydraulic effect. It is also discussed the prospects for applying the results in engineering practice.