31 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности

Электрогидравлический эффект Юткина

Применение высоковольтных источников питания в электрогидравлическом эффекте Юткина

Впервые этот эффект открыл (1933) и исследовал наш соотечественник Лев Александрович Юткин (5 августа (23 июля) 1911 — 5 октября 1980). Многие теоретические и практические основы этого эффекта, названного автором электро-гидравлическим эффектом (ЭГЭ), изложены в его книге. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. — 253 с, ил.

Электрический разряд в жидкости — эффект Юткина

Электрогидравлический эффект представляет собой высоковольтный электрический разряд в жидкой среде. При формировании электрического разряда в жидкости выделение энергии происходит в течении достаточно короткого промежутка времени. Мощный высоковольтный электрический импульс с крутым передним фронтом вызывает различные физические явления. Такие как появление сверхвысоких импульсных гидравлических давлений, электромагнитное излучение в широком спектре частот вплоть, при определенных условиях, до рентгеновского, кавитационные явления. Указанные факторы оказывают на жидкость и помещенные в нее тела различные физико-химические воздействия.

Получение электрогидравлического эффекта

Электрогидравлический разряд возникает при приложении к жидкости импульсного напряжения, достаточной амплитуды и длительности в результате чего развивается электрический пробой. Характерное время переднего фронта импульса тока разряда от долей микросекунды, до нескольких микросекунд.

Крутой передний фронт напряжения, прикладываемого к разрядному промежутку в жидкости, является отличительной чертой и непременным условием эффекта Юткина. Если фронт нарастания напряжения на разрядном промежутке в жидкости пологий, то возникающий импульс тока не приводит к желаемому эффекту. Почему так важна длительность переднего фронта? Все дело в том, что энергия, которая выделится за время нарастания импульса тока, и будет определять развитие всех эффектов, сопровождающих электрогидравлический разряд. Чем меньше будет длительность переднего фронта импульса, тем больше будет импульсный ток и пиковая мощность импульса.

Для формирования импульса с коротким передним фронтом напряжения, прикладываемого к разрядному промежутку в жидкости, Юткин использовал разрядный промежуток в газе — газовый разрядник, а для формирования определенной энергии импульса — накопительный электрический конденсатор.

Необходимо отметить, что процесс формирования разряда и его поведение зависит от того, какую полярность имеет «инициирующий» электрод. Например, величина пробивного напряжения на разрядном промежутке в воде, в зависимости от полярности, может отличаться в несколько раз.

Работа электрогидроимпульсной установки предполагает относительно медленный заряд накопительного конденсатора от источника питания высокого напряжения, затем, при достижении напряжения пробоя разрядника, происходит быстрый разряд конденсатора на разрядный промежуток в жидкости.

Для заряда накопительного конденсатора, в зависимости требуемых условий обработки, используется напряжение до 100 кВ

Юткин предложил разграничение трех режимов работы электрогидравлических установок в зависимости от напряжения и емкости накопительного конденсатора:

    • мягкий, напряжение меньше 20кВ, емкость больше 1 мкф;
    • средний, напряжение больше 20кВ, емкость меньше 1 мкф;
    • жесткий, напряжение больше 50кВ, емкость меньше 0,1 мкф.

Необходимо помнить, что энергия запасенная в электрическом конденсаторе прямопропорциональна емкости этого конденсатора и прямо пропорциональна квадрату напряжения на конденсаторе.

Eкон = С*U 2 /2

Для заряда накопительного конденсатора может быть использован квазирезонансный высоковольтный источник питания с ограничением зарядного тока реактивным элементом.

В свое время была разработана и практически реализована такая схема построения электрогидравлической установки (патент на изобретение № 2207230 — Установка для электрогидравлической обработки). Заряд высоковольтного конденсатора происходит фиксированным током или фиксированной мощностью. При этом был обеспечен высокий к.п.д. и минимальные габариты разрядной установки.

Стабильный, регулируемый высоковольтный электрический разрядник

Для формирования импульсов тока в электрогидравлических установках могут быть использованы различные виды разрядников и коммутаторов. Вакуумные, газонаполненные, игнитронные, тиристорные и т.п. Наиболее часто используются воздушные разрядники работающие при атмосферном давлении. При своей простоте и надежности они обладают существенными недостатками. Это нестабильное напряжение, значительное время деионизации, ограничивающее максимально допустимую частоту, высокий шум и генерация ионов. На пробивное напряжение открытых воздушных разрядников большое влияние оказывает влажность, герметичные газовые разрядники имеют малый срок службы. Для устранения или уменьшения влияния этих факторов приходится применять специальные меры. Сотрудниками ООО «ГТ-Электрофизика» была разработана специальная конструкция двухзазорного воздушного разрядника, обеспечивающая плавную регулировку напряжения пробоя разрядника, продув разрядного промежутка, обострение фронта пробоя и значительное уменьшение зависимости пробивного напряжения от условий окружающей среды.

Разрядник был использован в электрогидравлической установке для очистки от отложений труб, роликов и показал хорошие результаты.

Применение электрогидравлического эффекта

Соратник и продолжатель дела Л.А. Уткина —
его супруга Лидия Ивановна Гольцова.

Основные направления применения ЭГЭ в промышленности:

    • различные виды очистки;
    • снятие внутренних напряжений;
    • штамповка;
    • сварка;
    • электрогидравлические молоты и вибраторы;
    • электрогидравлические насосы;
    • дробление и измельчение;
    • (де)эмульгация;
    • обеззараживание.

ЭГЭ нашел свое применение высоковольтный электрический разряд в жидкости в медицине. Например для дробления камней в почках.

Пробивное напряжение на зазоре в жидкости зависит от формы электродов, свойств жидкости и полярности напряжения на электроде с более высокой напряженностью. Для технической воды при использовании острого электрода отрицательной полярности средняя пробивная напряженность может составлять 1 кВ/см. В то же время, при положительной полярности это напряжение возрастает более, чем в 10 раз. При определенных условиях эта разница может быть заметно меньше. Такая разница в пробивной напряженности связана с разными механизмами развития высоковольтного пробоя в межэлектродном промежутке.

интервью Раввина Борода https://cursorinfo.co.il/all-news/rav.
мой телеграмм https://t.me/peshekhonovandrei
мой твиттер https://twitter.com/Andrey54708595
мой инстаграм https://www.instagram.com/andreipeshekhonow/

[b]Мой комментарий:
Андрей спрашивает: Краснодарская синагога — это что, военный объект?
— Да, военный, потому что имеет разрешение от Росатома на манипуляции с радиоактивными веществами, а также иными веществами, опасными в отношении массового поражения. Именно это было выявлено группой краснодарцев во главе с Мариной Мелиховой.

[center][Youtube]CLegyQkMkyw[/Youtube][/center]
[center]10:22 [/center]

Доминико Риккарди: Россию ждёт страшное будущее (хотелки ЦРУ):
https://tainy.net/22686-predskazaniya-dominika-rikardi-o-budushhem-rossii-sdelannye-v-2000-godu.html

Завещание Алена Даллеса / Разработка ЦРУ (запрещено к ознакомлению Роскомнадзором = Жид-над-рус-надзором)
http://av-inf.blogspot.com/2013/12/dalles.html

[center][b]Сон разума народа России [/center]

[center][Youtube]CLegyQkMkyw[/Youtube][/center]
[center]10:22 [/center]

Доминико Риккарди: Россию ждёт страшное будущее (хотелки ЦРУ):
https://tainy.net/22686-predskazaniya-dominika-rikardi-o-budushhem-rossii-sdelannye-v-2000-godu.html

Завещание Алена Даллеса / Разработка ЦРУ (запрещено к ознакомлению Роскомнадзором = Жид-над-рус-надзором)
http://av-inf.blogspot.com/2013/12/dalles.html

[center][b]Сон разума народа России [/center]

Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности

При создании внутри объема жидкости специально сформи­рованного импульсного высоковольтного электрического разряда в зоне последнего развиваются сверхвысокие давления, которые можно широко использовать в практических целях,— так, впервые в 1950 г. Л. А. Юткиным был сформулирован предложенный им новый способ трансформации электрической энергии в механи­ческую, названный автором электрогидравлическим эффек­том (ЭГЭ).

Электрогидравлический эффект с первых дней его открытия был и остается постоянным источником рождения множества прогрессивных технологических процессов, которые сейчас уже широко применяются во всем мире. Этим обусловливаются его непреходящее значение и все возрастающий интерес, проявляемый к нему в самых различных отраслях науки, техники и народного хозяйства.

Последние 30 лет жизни Л. А. Юткин активно и плодотворно работал в области электрогидравлики. За этот период им были разработаны теоретические основы явления, определены методы управления процессом, значительно расширяющие возможности и обеспечивающие высокий КПД электрогидравлической обработ­ки материалов, было предложено более 200 способов и устройств практического применения ЭГЭ, получено 140 авторских свиде­тельств на изобретения, издано 50 публикаций по электрогидрав­лике. Под его руководством были разработаны принципиальные конструкции промышленных установок различного назначения, проведены поисковые работы, подготовлены к внедрению и частич­но внедрены устройства и технологические процессы, позволяю­щие эффективно использовать электрогидравлический эффект во многих областях народного хозяйства.

Президиум Академии наук УССР в июне 1982 г., определяя значение научной деятельности Л. А. Юткина, отметил, что изобретение им способа получения высоких и сверхвысоких давлений (а. с. 105011, СССР) легло в основу нового промыш­ленного способа трансформации электрической энергии в механи­ческую, нового электрогидравлического способа обработки материалов и практического использования ЭГЭ (а. с. 121053,

СССР). Л. А. Юткин являлся ведущим специалистом в разработ­ке теории ЭГЭ. Посмертно Л. А. Юткин был удостоен звания лауреата Государственной премии УССР за 1981 год,

В книге отражены основные результаты научной, изобрета­тельской и инженерной деятельности Л. А. Юткина. Большинство материалов публикуется впервые. Книга подготовлена к изда­нию основным соавтором и правопреемником Л. И. Гольцовой.

Ограниченный объем книги не позволил достаточно полно изложить все основные разработки автора.

Читать еще:  Краткая инструкция по эксплуатации установок аппз объекта

Сегодня, по данным ГКНТ СССР, внедрение различных элек- трогидравлических машин и технологических процессов приносит нашей стране ежегодно десятки миллионов рублей экономии. Однако широкое практическое освоение электрогидравлики еще только начинается. Опубликование книги, несомненно, будет спо­собствовать ускорению внедрения электрогидравлического эффек­та во все отрасли народного хозяйства.

Все отзывы и пожелания просьба направлять по адресу: 191065, Ленинград, ул. Дзержинского, 10, ЛО изд-ва «Машино­строение».

Впервые заинтересовавшись искровыми электрическими разря­дами в воде в 1933 году, автор в дальнейшем целиком посвятил себя решению проблемы получения с помощью электрического разряда эффективного гидравлического удара. В конце 1930-х го­дов авторо^ был в основном сформулирован и кардинальный для всей электрогидравлики принцип получения так называемых сверхдлинных разрядов. В 1948 г. появилась возможность осно­вательно заняться изучением проблемы, а это привело к патенто­ванию первого и основополагающего изобретения в области элек­трогидравлики — «Способа получения высоких и сверхвысоких давлений», т. е. способа получения электрогидравлического эф­фекта [14].

Но электрогидравлика не родилась из ничего и имеет своих предшественников. Опыты с искровыми разрядами в жидкости проводились учеными еще в XVIII веке. Так, в 1766 г. американ­ский естествоиспытатель Т. Лейн в своем письме, адресованном Б. Франклину, содержавшем описание устройства и работы изобретенного им электрометра, в качестве доказательства того, что его прибор действительно измеряет количество, а не какие-то особые качества электричества, писал, что нм ставились разнооб­разные опыты с разрядами, содержащими различные количества электричества, причем разряды эти осуществлялись им не только в воздухе, но и в воде и других жидкостях [И].

Из описания опытов и работы прибора, изобретенного Лейном, можно понять, что в его опытах действительно возникали искровые разряды в воде длиной в несколько миллиметров с достаточно крутым фронтом и высоким поэтому механическим КПД. Опыты Лейна поражают своей простотой и’свежестью мысли. Однако подлинный смысл и огромное значение наблюдаемых в опытах явлений остались совершенно незамеченными и непонятыми ни самим Т. Лейном, ни Б.’ Франклином, ни Д. Пристли, повто­рившим опыты Лейна в 1769 г. [12], ни многими другими учеными, знавшими об их работах. Не случайно поэтому об опытах Т. Лейна и Д. Пристли впервые вспомнили лишь 200 лет спустя — после опубликования наших первых работ, когда вся электрогидравли­ка как наука практически уже сформировалась.

В литературе по электрогидравлике иногда упоминают и другие работы, заслуживающие самой высокой оценки, но не имеющие прямого отношения к электрогидравлике. Одной из таких работ была статья Г. И. Покровского и В. А. Ямпольского «Электрогидро — динамическая аналогия кумуляций» [2]. Однако уже само назва­ние — ее говорит о полном несходстве с содержанием и смыслом работ автора. В книге Г. И. Покровского, изданной в 1962 г. [1], подчеркивается наш приоритет на открытие электрогидрав — лического эффекта. Упоминалось также и изобретение И. В. Фе­дорова «Способ и приспособление для дезинфекции и стерилиза­ции с помощью токов высокой частоты» [13]. Однако в этой работе отсутствуют те основные отличительные признаки, которые лежат в основе осуществления электрогидравлического эффек­та — укорочение фронта и длительности электрического импульса. В схеме И. В. Федорова нет формирующего искрового промежут­ка — обострителя импульса, который позволяет перейти к напря­жениям, гораздо большим пробивных для рабочего промежутка, и поэтому устройство, изобретенное И. В. Федоровым, фактиче­ски является искровым источником звука и не может быть источником получения электрогидравлического эффекта.

Работы предшественников электрогидравлики завершились в 1948 г. опубликованием статьи Ф.’Фрюнгеля «К механическому КПД искры в жидкостях» [10]. Не сделав ни одного практического вывода и определив найденный им механический КПД разряда в 1 %, Ф. Фрюнгель затем надолго отошел от изучения подобных разрядов, снова занявшись ими уже только после опубликования работ автора.

Причин, по которым многие исследователи прошли мимо огром­ных практических возможностей нового физического явления, очень много. В основе их общей неудачи, очевидно, лежит отсут­ствие изобретательского, практического взгляда на изучаемые явления, а также и отсутствие общественной потребности в использовании сверхвысоких гидравлических давлений.

Отдавая дань уважения исследованиям наших предшественни­ков, нельзя не признать, что ‘от Лейна и до Фрюнгеля науке было известно только явление электрического разряда в жидкости как таковое, без каких-либо указаний на то, что миллиметровый разряд в жидкости является прообразом нового промышленного способа трансформации электрической энергии в механическую и может быть широко использован в самых различных областях науки и техники.

Дальнейшие работы автора позволили расширить и углубить теоретические представления о природе электрогидравлического эффекта, определить ряд методов и приемов, обеспечивающих высокий КПД работающих на этом принципе машин и механизмов, предложить более двухсот способов и устройств применения электрогидравлического эффекта, многие из которых уже внедре­ны на практике.

По опубликованным данным, сотни установок для электро- гидравлической обработки металлов самого различного назначе­ния уже работают за рубежом, где наибольшее развитие получила электрогидравлическая штамповка. В СССР наиболее широко используются установки для электрогидравлической очистки литья. Десятки серийно выпускаемых на опытном заводе ПКБ электро­гидравлики АН УССР (г. Николаев) и на заводе Амурлитмаш (г. Комсомольск-на-Амуре) электрогидравлических установок для очистки литья ежегодно вступают в строй действующих. Ряд таких установок поставляются на экспорт. Проданы лицензии на изготовление и поставку электрогидравлических установок в Швецию, Испанию, Венгрию, Японию. В различных отрас­лях промышленности СССР работает также более 140 электро­гидравлических прессов, десятки электрогидравлических уста­новок для развальцовки трубок теплообменных аппаратов, электрогидравлические дробилки различных модификаций, элек — трогидравлические установки для разрушения негабаритов и др.

По данным ГКНТ СССР, только за период с 1971 по 1975 гг. фактический экономический эффект от применения электрогидрав­лического эффекта в народном хозяйстве СССР составил 23 млн. руб. Внедрение различных электрогидравлических техно­логий и оборудования имеет самые широкие перспективы и в будущем.

Эффект Юткина – электрогидравлический эффект

Эффект Юткина – электрогидравлический эффект.

Эффект Юткина или электрогидравлический эффект представляет собой высоковольтный электрический разряд в жидкой среде. Он вызывает различные физические явления, такие как, появление сверхвысоких импульсных гидравлических давлений (мощнейший гидроудар с локальным давлением выше ста тысяч атмосфер), электромагнитное излучение в широком спектре частот вплоть, при определенных условиях, до рентгеновского, кавитационные явления.

Описание:

Эффект Юткина или электрогидравлический эффект представляет собой высоковольтный электрический разряд в жидкой среде. При формировании электрического разряда в жидкости выделение энергии происходит в течении достаточно короткого промежутка времени. Мощный высоковольтный электрический импульс с крутым передним фронтом вызывает различные физические явления, такие как, появление сверхвысоких импульсных гидравлических давлений (мощнейший гидроудар с локальным давлением выше ста тысяч атмосфер), электромагнитное излучение в широком спектре частот вплоть, при определенных условиях, до рентгеновского, кавитационные явления. Указанные факторы оказывают на жидкость и помещенные в нее тела различные физико-химические воздействия.

Впервые этот эффект открыл (1933) и исследовал наш соотечественник – советский ученый Лев Александрович Юткин, по имени которого этот эффект и был назван.

Электрогидравлический эффект, по определению самого Юткина, – это способ преобразования электрической энергии в механическую, совершающийся без посредства промежуточных механических звеньев, с высоким КПД.

Свойства и преимущества эффекта Юткина:

– локальное повышение давления до нескольких десятков тысяч атмосфер. В силу несжимаемости воды и, как следствие, распространение данного давления по всему водному объему, данное свойство можно использовать для дробления и измельчения каменной породы, металлической прессовки и штамповки, а также для преобразования в иные виды механической энергии, например в крутящий момент посредством применения кривошипно-шатунных механизмов особой конструкции,

локальное повышение температуры. Температура жидкости возрастает несоизмеримо быстрее затраченной на электрогидравлический эффект электроэнергии, что позволяет строить на данном эффекте высокоэффективные нагревательные приборы. Данное свойство нагрева проявляется совместно с вышеуказанным свойством локального повышения давления, что делает целесообразным использование одновременно двух этих свойств,

– выделение из воды газа Брауна (смесь водорода и кислорода).

Получение электрогидравлического эффекта:

Электрогидравлический разряд возникает при приложении к жидкости импульсного напряжения, достаточной амплитуды и длительности, в результате чего развивается электрический пробой. Характерное время переднего фронта импульса тока разряда от долей микросекунды, до нескольких микросекунд. Крутой передний фронт напряжения, прикладываемого к разрядному промежутку в жидкости, является отличительной чертой и непременным условием эффекта Юткина.

Читать еще:  Советская дрель в металлическом корпусе

Для получения электрогидравлического эффекта переменный ток из сети подается на повышающий трансформатор, где напряжение увеличивается до нескольких киловольт. Далее электрический ток выпрямляется диодами и подается на конденсатор, где напряжение накапливается до нужного значения. После этого между размещенными в воде электродами возникает высоковольтный пробой, что и порождает возникновение электрогидравлического удара, проявляющегося в виде громкого хлопка с локальным повышением давления в несколько десятков тысяч атмосфер, локальным повышением температуры и т.д.

Одной из серьезнейших практических ценностей и преимуществ данного эффекта является его стопроцентная повторяемость и простота реализации даже в домашних условиях, без применения дорогостоящего лабораторного оборудования и материалов.

Принципиальная схема получения эффекта Юткина:

Сам автор неоднократно модернизировал и совершенствовал свои разработки, например, первоначальная принципиальная схема в конечном итоге была реализована с применением двух разрядников, что, по словам ее создателя, сильно увеличило крутизну фронтов импульсов и сделало схему намного эффективнее и проще в настройке.

Примечание: R – зарядное сопротивление, Тр – трансформатор, V – выпрямитель, ФП – формирующий искровой промежуток, РА – рабочий и искровой промежуток в жидкости, С – конденсатор, ФП1 и ФП2 – формирующий искровые промежутки 1 и 2.

Применение:

различные виды очистки,

снятие внутренних напряжений,

штамповка,

сварка,

электрогидравлические молоты и вибраторы,

электрогидравлические насосы,

дробление и измельчение,

(де)эмульгация,

обеззараживание,

в медицине, например для дробления камней в почках.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

юткин л а электрогидравлический эффект своими руками
расчет электрогидравлический эффект юткина своими руками схема собрать схему отопление дома и применение его в промышленности для отопления дома
применение схема собрать схему эффекта юткина
разрядник электрогидравлический эффект л а юткина
эффект юткина оборудование видео нагрев параметры википедия схема электронного блока купить из катушки зажигания отопление дома видео
нагрев воды очистка сточных вод эффектом юткина
отопление водяной насос двигатель на эффекте юткина
расчет оборудования своими руками электрогидравлический эффект юткина
форум по эффекту юткина
лев юткин электрогидравлический эффект

Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности

Сущность эффекта состоит в том, что вокруг зоны специально сформированного импульсного электрического разряда внутри объема жидкости, находящейся в открытом или закрытом сосуде, возникают сверхвысокие гидравлические давления, способные совершать механическую работу.

В процессе гидравлического эффекта происходит мгновенное (10-100 мкс) выделение энергии, накопленной, например, в конденсаторной батарее посредством импульсного разряда в жидкости. При разряде образуется плазменный канал с температурой 15-30 тыс. К. В канале, имеющем небольшое поперечное сечение, происходит интенсивный локальный разогрев жидкости. При этом в нем концентрируется энергия перегретого ионизированного газа и пара. Быстрое расширение канала разряда в виде парогазовой полости (пузыря) под действием внутреннего давления создает в окружающей несжимаемой среде (жидкости) волны сжатия и импульсы давления. При интенсивном выделении энергии в канале скорость его расширения может превысить скорость звука в жидкости, тогда волна сжатия превращается в ударную волну. Расширение полости продолжается до тех пор, пока давление в ней из-за инерции расходящегося потока жидкости не станет меньше давления внешней среды. С этого момента происходит обратное движение жидкости, (полость захлопывается), давление газа в ней резко возрастает и процесс повторяется в виде нескольких, постепенно затухающих пульсаций.

Высоковольтный импульсный разряд в жидкости может рассматриваться в следующей последовательности: электрический пробой и образование канала разряда, выделение энергии в канале, усиление ударных, ультразвуковых и звуковых волн, расширение полости, сопровождающееся генерированием импульса давления c образованием расходящегося потока жидкости, пульсация полости.

Амплитуда ударного давления при электрогидравлическом эффекте в цилиндрической емкости:

;

,

где V sh — скорость распространения ударной волны;

r — плотность жидкости;

E 0 — модуль объемного сжатия жидкости;

Е — модуль упругости материала;

d — внутренний диаметр рабочего объема;

d — толщина стенки рабочего объема;

V 0 — скорость звука в жидкости.

Проявление физического эффекта осуществляется только в проводящей жидкости практически на всех геометрических формах, которые принимает жидкость.

Время инициации (log t o от -2 до -1);

Время существования (log t c от -1 до 1);

Время деградации (log t d от -1 до 0);

Время оптимального проявления (log t k от 0 до 1).

Технические реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Способ и устройство возбуждения ударных гидравлических волн высоковольтным импульсным разрядом между пластинчатыми, неподвижно установленными, электродами (рис. 1).

Возбуждение звуковых волн искровым разрядом в жидкости

Импульсное напряжение подается на погруженные в жидкость электроды. Между электродами возникает разряд, порождающий ударную акустическую волну в жидкости.

Уникальные возможности электрогидравлического эффекта обусловили широкое применение его во многих областях народного хозяйства: в технологии машиностроения и металлообработке, в сварке и транспортных устройствах, в горном деле и промышленности строительных материалов, в химической промышленности, в электротехнике, в силовых установках, в медицине.

В частности, электрогидравлический эффект используется для дробления и размола твердых минералов и шлаков, бурения горных пород, удаления окалины с отливок; измельчения волокнистых и пластинчатых материалов, применяется также для штампования, прессования, вытягивания металлических листовых материалов; для получения коллоидных растворов, эмульсий, суспензий; для импульсной подачи жидкости под высоким давлением.

Повышение качества изделий в ряде случаев связано с обеспечением гарантированного химического состава его материала, что удается достигнуть методами порошковой металлургии при использовании порошков строго регламентированной формы и размеров. Использование механических дробилок здесь оказывается неэффективным, что связано с изнашиванием инструмента и попаданием его частиц в приготовляемый порошок. Функцию инструмента при электрогидравлическом дроблении выполняет жидкость, чаще всего вода.

1. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.- С.90, 460.

2. Новый политехнический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 2000.- С.20, 231, 460.

ЭГЭ Юткина
Применение высоковольтных источников питания


Впервые этот эффект открыл и исследовал наш соотечественник Александрович Юткин. Многие теоретические и практические основы этого эффекта, названного автором электро-гидравлическим эффектом (ЭГЭ), изложены в его книге. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности.Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. — 253 с, ил.

Электрический разряд в жидкости — эффект Юткина

Электрогидравлический эффект представляет собой высоковольтный электрический разряд в жидкой среде. При формировании электрического разряда в жидкости выделение энергии происходит в течении достаточно короткого промежутка времени. Мощный высоковольтный электрический импульс с крутым передним фронтом вызывает различные физические явления. Такие как появление сверхвысоких импульсных гидравлических давлений, электромагнитное излучение в широком спектре частот вплоть, при определенных условиях, до рентгеновского, кавитационные явления. Указанные факторы оказывают на жидкость и помещенные в нее тела различные физико-химические воздействия.

Получение электрогидравлического эффекта

Электрогидравлический разряд возникает при приложении к жидкости импульсного напряжения, достаточной амплитуды и длительности в результате чего развивается электрический пробой. Характерное время переднего фронта импульса тока разряда от долей микросекунды, до нескольких микросекунд.

Крутой передний фронт напряжения, прикладываемого к разрядному промежутку в жидкости, является отличительной чертой и непременным условием эффекта Юткина. Если фронт нарастания напряжения на разрядном промежутке в жидкости пологий, то возникающий импульс тока не приводит к желаемому эффекту. Почему так важна длительность переднего фронта? Все дело в том, что энергия, которая выделится за время нарастания импульса тока, и будет определять развитие всех эффектов, сопровождающих электрогидравлический разряд. Чем меньше будет длительность переднего фронта импульса, тем больше будет импульсный ток и пиковая мощность импульса.

Для формирования импульса с коротким передним фронтом напряжения, прикладываемого к разрядному промежутку в жидкости, Юткин использовал разрядный промежуток в газе — газовый разрядник, а для формирования определенной энергии импульса — накопительный электрический конденсатор.

Необходимо отметить, что процесс формирования разряда и его поведение зависит от того, какую полярность имеет «инициирующий» электрод. Например, величина пробивного напряжения на разрядном промежутке в воде, в зависимости от полярности, может отличаться в несколько раз.

Работа электрогидроимпульсной установки предполагает относительно медленный заряд накопительного конденсатора от источника питания высокого напряжения, затем, при достижении напряжения пробоя разрядника, происходит быстрый разряд конденсатора на разрядный промежуток в жидкости.

Читать еще:  Условные графические обозначения на электрических принципиальных схемах

Для заряда накопительного конденсатора, в зависимости требуемых условий обработки, используется напряжение до 100 кВ

Юткин предложил разграничение трех режимов работы электрогидравлических установок в зависимости от напряжения и емкости накопительного конденсатора:

  • мягкий, напряжение меньше 20кВ, емкость больше 1 мкф;
  • средний, напряжение больше 20кВ, емкость меньше 1 мкф;
  • жесткий, напряжение больше 50кВ, емкость меньше 0,1 мкф.

Необходимо помнить, что энергия запасенная в электрическом конденсаторе прямопропорциональна емкости этого конденсатора и прямо пропорциональна квадрату напряжения на конденсаторе.
Eкон = С*U 2 /2 (1)

Для заряда накопительного конденсатора может быть использован квазирезонансный высоковольтный источник питания с ограничением зарядного тока реактивным элементом.

В свое время, нами была разработана и практически реализована такая схема построения электрогидравлической установки (патент на изобретение № 2207230 — Установка для электрогидравлической обработки). Заряд высоковольтного конденсатора происходит фиксированным током или фиксированной мощностью. При этом был обеспечен высокий к.п.д. и минимальные габариты разрядной установки.

Стабильный, регулируемый высоковольтный электрический разрядник

Для формирования импульсов тока в электрогидравлических установках могут быть использованы различные виды разрядников и коммутаторов. Вакуумные, газонаполненные, игнитронные, тиристорные и т.п. Наиболее часто используются воздушные разрядники работающие при атмосферном давлении. При своей простоте и надежности они обладают существенными недостатками. Это нестабильное напряжение, значительное время деионизации, ограничивающее максимально допустимую частоту, высокий шум и генерация ионов. На пробивное напряжение открытых воздушных разрядников большое влияние оказывает влажность, герметичные газовые разрядники имеют малый срок службы. Для устранения или уменьшения влияния этих факторов приходится применять специальные меры. Сотрудниками ООО «ГТ-Электрофизика» была разработана специальная конструкция двухзазорного воздушного разрядника, обеспечивающая плавную регулировку напряжения пробоя разрядника, продув разрядного промежутка, обострение фронта пробоя и значительное уменьшение зависимости пробивного напряжения от условий окружающей среды.

Разрядник был использован в электрогидравлической установке для очистки от отложений труб, роликов и показал хорошие результаты.

Применение электрогидравлического эффекта

Основные направления применения ЭГЭ в промышленности:

  • различные виды очистки;
  • снятие внутренних напряжений;
  • штамповка;
  • сварка;
  • электрогидравлические молоты и вибраторы;
  • электрогидравлические насосы;
  • дробление и измельчение;
  • (де)эмульгация;
  • обеззараживание.

Нашел свое применение высоковольтный электрический разряд в жидкости в медицине. Например для дробления камней в почках.

Пробивное напряжение на зазоре в жидкости зависит от формы электродов, свойств жидкости и полярности напряжения на электроде с более высокой напряженностью. Для технической воды при использовании электрода небольшой площади отрицательной полярности при одном и том-же напряжении можно работать на существенно большем зазоре. Например, при положительном элентроде малой площади можно получить при 100 кВ пробивной промежуток до 1000 мм (1 метра).

При полярности отрицательной на электроде малой площади при 100 кВ зазор 1000 мм уже не пробьется. Придется сближать электроды в 12 и более раз (данные Юткина) до 80 мм и менее. При этом второй электрод должен иметь большую плошадь, иначе пробивной промежуток будет еще меньше при прочих равных условиях.

Такая разница в пробивной напряженности связана с разными механизмами развития высоковольтного пробоя в межэлектродном промежутке.

Получить дополнительную информацию, задать и обсудить вопросы, связанные с применением электрогидравлического эффекта, конструированием оборудования, основанного на электрогидравлическом эффекте, можно в нашем форуме, в соответствующем разделе.
в начало.

Проект Заряд

Автономное энергоснабжение. Свободная и альтернативная энергия будущего. Бестопливные генераторы и «вечные двигатели» в каждый дом!

Навигация по записям

Эффект Юткина, гидроудар или давление в сто тысяч атмосфер от короткого электроимпульса

Уже более семидесяти лет человечеству известен сверхэффективный способ преобразования электрической энергии в механическую, посредством электрогидравлического эффекта Юткина (ЭГЭ). Но, как всегда, эффект не применяется в быту, о нем и о его авторе нет ничего в «Википедии» и официальная наука очень не любит вспоминать ни о самом эффекте, ни тем более о его авторе Льве Юткине с его более, чем сотней изобретений. Всему виной, как всегда, сверхэффективность и КПД в несколько тысяч процентов, которого, как мы знаем из официальной науки и учебников физики, быть не может!

Выдающийся советский физик и изобретатель Лев Александрович Юткин родился 5-го августа 1911 года в городе Белозерск, Вологодской области. Поступил в университет только в 1930-м году , после двух лет принудительной отработки на заводе токарем «из-за классовой ненадежности». На четвертом курсе университета, в 1933-м году, Лев Юткин получил первые серьезные результаты по электрогидравлическому эффекту. Вскоре после своего открытия, в том же 33-м году, был посажен по 58-й статье (измена родине). Обвинение в попытке с помощью своего ЭГЭ взорвать мост! Сформировалось мнение о том, что Юткин изобрел свой ЭГЭ только лишь в 1950-м году, так как именно в этом году эффект был запатентован, но это не так! Абсолютное большинство исследований на тему электрогидравлического эффекта были им проведены и завершены еще в 30-е годы и по его же словам, полную теорию о электрогидродинамическом эффекте он сформировал еще в 1938-м году.

Сам же электрогидравлический эффект Юткина или коротко ЭГЭ представляет из себя мощнейший гидроудар с локальным давлением выше ста тысяч атмосфер, возникающий при прохождении искрового разряда высокого напряжения, через водный промежуток. Именно поэтому в «народе» данный эфект называют просто гидроудар, хотя справедливости ради необходимо заметить, что научный смысл гидроудара далек от данного явления и не имеет ничего общего с ЭГЭ Юткина.

Для получения ЭГЭ переменный ток из сети подается на повышающий трансформатор, где напряжение увеличивается до нескольких киловольт. Далее электрический ток выпрямляется диодами и подается на конденсатор, где напряжение накапливается до нужного значения. После этого между размещенными в воде электродами возникает высоковольтный пробой, что и порождает возникновение электрогидравлического удара, проявляющегося в виде громкого хлопка с локальным повышением давления в несколько десятков тысяч атмосфер.

Одной из серьезнейших практических ценностей и преимуществ данного эффекта является его стопроцентная повторяемость и простота реализации даже в домашних условиях, без применения дорогостоящего лабораторного оборудования и материалов.

Сам автор неоднократно модернизировал и совершенствовал свои разработки, например, та же принципиальная схема в конечном итоге была реализована с применением двух разрядников, что, по словам ее создателя, сильно увеличило крутизну фронтов импульсов и сделало схему намного эффективнее и проще в настройке.

Помимо появления локального давления в несколько десятков тысяч атмосфер, которое автор с успехом применял, например, для дробления на мелкие кусочки каменных валунов или для прессования металлов, данный эффект также сопровождается еще несколькими полезными и удивительными свойствами. Если попытаться выделить все удивительные свойства ЭГЭ, то получается примерно следующее:

— Локальное повышение давления до нескольких десятков тысяч атмосфер. В силу несжимаемости воды и, как следствие, распространение данного давления по всему водному объему, данное свойство можно использовать для дробления и измельчения каменной породы, металлической прессовки и штамповки, а также для преобразования в иные виды механической энергии, например в крутящий момент посредством применения кривошипно-шатунных механизмов особой конструкции.

— Локальное повышение температуры. По словам автора и независимых исследователей данного эффекта при наличии ЭГЭ температура жидкости возрастает несоизмеримо быстрее затраченной на ЭГЭ электроэнергии, что позволяет строить на данном эффекте высокоэффективные нагревательные приборы. Данное свойство нагрева проявляется совместно с вышеуказанным свойством локального повышения давления, что делает целесообразным использование одновременно двух этих свойств.

— Выделение из воды газа Брауна. Так как данное свойство было обнаружено не самим автором, а его более поздними последователями, данное свойство не так хорошо изучено, особенно в количественной его части, но само его присутствие, как уже говорилось ранее, не отменяет прежде описанные свойства и делает возможным применение всех трех основных свойств электрогидравлического эффекта Юткина одновременно!

Для более подробного знакомства с автором данного изобретения, предлагаем посмотреть увлекательный научно-популярный фильм:

Более подробную техническую информацию по данному эффекту и другим открытиям и изобретениям автора, можно найти в предлагаемой книге.

А в помощь практикам, предлагаем отличный ресурс, где Вы сможете найти схемы соединения обмоток трансформатора, обозначения начал и концов обмоток трансформатора, группы соединений обмоток и много другой практически полезной информации по электротехнике.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector