RU1828353C - Method for initiating and shaping electric discharge - Google Patents
Method for initiating and shaping electric discharge Download PDFInfo
- Publication number
- RU1828353C RU1828353C SU4915778A RU1828353C RU 1828353 C RU1828353 C RU 1828353C SU 4915778 A SU4915778 A SU 4915778A RU 1828353 C RU1828353 C RU 1828353C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working fluid
- discharge
- jet
- electrodes
- initiation
- Prior art date
Links
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 title 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке высоковольтных коммутаторов сильноточных электрических цепей, а также устройств плазменной технологии и мощных импульсных источников света с протяженным телом свечения. The invention relates to electrical engineering and can be used in the development of high-voltage switches of high-current electrical circuits, as well as plasma technology devices and powerful pulsed light sources with an extended glow body.
Целью изобретения является снижение пробивного напряжения и времени развития электрического разряда. The aim of the invention is to reduce the breakdown voltage and the development time of the electric discharge.
На фиг. 1 представлена одна из возможных конструкций, в которой реализуется предлагаемый способ инициирования и формирования электрического разряда в жидкости; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows one of the possible designs in which the proposed method for initiating and forming an electric discharge in a liquid is implemented; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.
В камере 1 размещены соосно и вертикально цилиндрические электроды верхний 2 и нижний 3 (фиг.1). Межэлектродный промежуток представляет собой кольцевое сопло, находящееся ниже уровня жидкости, которой заполняется камера 1. Необходимый межэлектродный зазор h обеспечивают посредством перемещения верхнего электpода 2. В нижнем неподвижном электроде 3 имеется полость 4, заполненная той же жидкостью, которой заполняется камера 1. В полости 4 известным способом создают повышенное давление, в результате чего начинается истечение жидкости через межэлектродный промежуток в камеру 1. Для горизонтальной затопленной струи жидкости можно записать уравнение Бернулли + = const, из которого выделим безразмерный параметр число кавитации σ где Р давление над поверхностью жидкости в камере, Ркр. давление, при котором возникает кавитация, в данном случае его можно принять равным давлению насыщенных паров жидкости Рнп. ρ- плотность жидкости, V скорость течения струи жидкости. Согласно экспериментальным данным значение σ≅0,2 можно считать соответствующим кавитационному режиму. Подачу струи жидкости осуществляют вдоль оси нижнего электрода 3 с последующим перпендикулярным поворотом перед выходом из сопла, образованного электродами 2 и 3. Это вызывает завихрение потока жидкости за кромками электродов 2 и 3 и усиливает кавитационные явления в турбулентной зоне вязкого перемешивания. Когда длина l струи достигает необходимой величины, ключом 5 замыкают конденсаторную батарею 6 на электроды 2 и 3. Наличие микропузырьков кавитационного происхождения в пограничной зоне струи, их поляризация в электрическом поле, и разрядные процессы в пузырьках активизируют зажигание разряда, поддерживая его распространение в область низкой напряженности электрического поля. Пробой развивается не по кратчайшему расстоянию между электродами, а в граничной области по огибающей струи, которая становится зоной инициирования разряда. Напряженность электрического поля Е по длине разряда устанавливают больше порогового значения Епор. Е Е , где U амплитуда импульса электрического напряжения; L длина разряда, L Kl при К 2,0-2,5 коэффициенте, учитывающим форму струи.In the chamber 1 are placed coaxially and vertically cylindrical electrodes of the upper 2 and lower 3 (figure 1). The interelectrode gap is an annular nozzle located below the liquid level with which chamber 1 is filled. The necessary interelectrode gap h is provided by moving the upper electrode 2. In the lower stationary electrode 3 there is a cavity 4 filled with the same liquid that the chamber 1 is filled in. In the cavity 4 in a known manner create increased pressure, as a result of which begins the outflow of fluid through the interelectrode gap into the chamber 1. For a horizontal flooded stream of liquid, you can record Bernoulli equation + = const, from which we select the dimensionless parameter cavitation number σ where P is the pressure above the surface of the liquid in the chamber, P cr. the pressure at which cavitation occurs, in this case it can be taken equal to the pressure of saturated vapor of the liquid P np. ρ is the fluid density, V is the velocity of the fluid stream. According to experimental data, the value of σ≅0.2 can be considered consistent with the cavitation regime. A fluid stream is supplied along the axis of the lower electrode 3, followed by a perpendicular rotation before exiting the nozzle formed by the electrodes 2 and 3. This causes a swirl of the fluid flow beyond the edges of the electrodes 2 and 3 and enhances cavitation in the turbulent viscous mixing zone. When the jet length l reaches the required value, the capacitor bank 6 is closed with a key 5 to the electrodes 2 and 3. The presence of cavitation microbubbles in the boundary zone of the jet, their polarization in the electric field, and discharge processes in the bubbles activate the ignition of the discharge, maintaining its propagation in the low region electric field strength. Breakdown does not develop along the shortest distance between the electrodes, but in the boundary region along the envelope of the jet, which becomes the zone of discharge initiation. The electric field E along the length of the discharge is set greater than the threshold value E then. HER where U is the amplitude of the voltage pulse; L discharge length, L Kl at K 2.0-2.5 coefficient, taking into account the shape of the jet.
Используя данный способ формирования электрического разряда удается снизить не менее чем в 2 раза пороговое напряжение и на порядок время развития пробоя по сравнению с прототипом при формировании электрического разряда в технической воде. Кроме того, нужно отметить, что в прототипе длина разряда L примерно равна межэлектродному зазору h, а при реализации предложенного способа в описанной конструкции может достигаться 15. Разряд в прототипе принимает на дуговой стадии горения форму цилиндра. В описанном устройстве разряд представляет собой тонкую плазменную оболочку, занимающую сектор до 50% площади диска струи.Using this method of forming an electric discharge, it is possible to reduce the threshold voltage by at least 2 times and the breakdown development time by an order of magnitude in comparison with the prototype when forming an electric discharge in industrial water. In addition, it should be noted that in the prototype the discharge length L is approximately equal to the interelectrode gap h, and when implementing the proposed method in the described construction, it can be achieved 15. The discharge in the prototype takes the shape of a cylinder at the arc stage of combustion. In the described device, the discharge is a thin plasma shell occupying a sector of up to 50% of the area of the jet disk.
Claims (3)
где P давление газа над поверхностью рабочей жидкости, Па;
v скорость течения струи рабочей жидкости, м/с;
ρ плотность рабочей жидкости, кг/м3
Pн п давление насыщенных паров рабочей жидкости, Па;
U амплитуда импульса напряжения, В;
l длина струи, м;
Eп о р пороговая пробивная напряженность электрического поля в рабочей жидкости, В/м;
K 2 2,5 коэффициент, учитывающий форму струи.1. METHOD FOR INITIATING AND FORMING AN ELECTRIC DISCHARGE between electrodes immersed in a working fluid filling a discharge chamber, including initiation of a discharge by introducing gas bubbles into the discharge initiation zone and subsequent supply of voltage pulses to the electrodes, characterized in that, in order to reduce the breakdown voltage and the time of development of the electric discharge, before the introduction of gas bubbles into the zone of initiation of the discharge, the volume of the discharge chamber free from the working fluid is filled with gas, introducing e gas bubbles are carried out by creating a flooded jet of working fluid in the initiation zone of the discharge directed perpendicular to the common axis of the electrodes, the gas pressure above the surface of the working fluid, the speed of the fluid flow and the amplitude of the voltage pulse are set in the ratios
where P is the gas pressure above the surface of the working fluid, Pa;
v the speed of the flow of the jet of working fluid, m / s;
ρ density of the working fluid, kg / m 3
P n p the saturated vapor pressure of the working fluid, Pa;
U is the amplitude of the voltage pulse, V;
l jet length, m;
E p o r threshold breakdown electric field strength in the working fluid, V / m;
K 2 2.5 coefficient taking into account the shape of the jet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4915778 RU1828353C (en) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | Method for initiating and shaping electric discharge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4915778 RU1828353C (en) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | Method for initiating and shaping electric discharge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1828353C true RU1828353C (en) | 1995-11-20 |
Family
ID=30442065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4915778 RU1828353C (en) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | Method for initiating and shaping electric discharge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1828353C (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2362157C1 (en) * | 2007-12-29 | 2009-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник" | Method of obtaining local electric discharge in liquid and device to this end (versions) |
| RU2395462C2 (en) * | 2008-01-16 | 2010-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" (ФГУП "ГНЦ РФ ТРИНИТИ") | Method of decontamination of fluids |
| MD1236Y (en) * | 2017-06-13 | 2018-02-28 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Process for producing heat using an electric-arc discharge |
-
1991
- 1991-03-04 RU SU4915778 patent/RU1828353C/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 176641, кл Н 05В 7/18,1965. Авторское свидетельство СССР N 801165, кл. Н01Т 9/00.1981. * |
| Авторское свидетельство СССР N 176641, кл. H 05B 7/18, 1965. * |
| Авторское свидетельство СССР N 801165, кл. H 01T 9/00, 1981. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2362157C1 (en) * | 2007-12-29 | 2009-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Буревестник" | Method of obtaining local electric discharge in liquid and device to this end (versions) |
| RU2395462C2 (en) * | 2008-01-16 | 2010-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" (ФГУП "ГНЦ РФ ТРИНИТИ") | Method of decontamination of fluids |
| MD1236Y (en) * | 2017-06-13 | 2018-02-28 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Process for producing heat using an electric-arc discharge |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chew et al. | Interaction of two differently sized oscillating bubbles in a free field | |
| US5397961A (en) | Apparatus for generating a pulsed plasma in a liquid medium | |
| US6117401A (en) | Physico-chemical conversion reactor system with a fluid-flow-field constrictor | |
| US4458153A (en) | Organism destruction by electrohydraulic discharge within a pulsed magnetic field envelope | |
| Bulychev et al. | Plasma discharge with bulk glow in the liquid phase exposed to ultrasound | |
| US2819423A (en) | Plasma transmitter | |
| Cui et al. | Experimental study of bubble dynamics in the neighbourhood of a vertical incomplete boundary | |
| GB1479795A (en) | Method and apparatus for increasing contact area in a plural-phase system | |
| JP2017104790A (en) | Discharge crushing apparatus and discharge crushing method | |
| RU1828353C (en) | Method for initiating and shaping electric discharge | |
| WO1998007520A1 (en) | Electric discharge shock breakdown method and apparatus therefor | |
| US3512384A (en) | Shaping apparatus using electric-discharge pressure | |
| GB1021786A (en) | Improvements in or relating to electro-hydraulic crushing techniques | |
| RU2043681C1 (en) | Device to initiate and form electric discharge | |
| US3458858A (en) | Acoustic generator of the spark discharge type | |
| SU1263643A1 (en) | Device for detoxication of water with electric discharges | |
| US3290552A (en) | Apparatus for generating high-intensity light with high temperature particulate material | |
| Mandel'shtam et al. | The Mechanism of Electrical Erosion of Metals | |
| RU201546U1 (en) | Device for plasma-chemical treatment of liquids | |
| RU91385U1 (en) | ELECTRIC REACTIVE PLASMA ENGINE OF PULSE ACTION | |
| SU891835A1 (en) | Method of regenerating pressure-head filters | |
| Kim et al. | Microbubble formation in underwater pulsed streamer discharge | |
| RU2219136C2 (en) | Method and device for purification of liquid and gaseous mediums | |
| Vetchinin et al. | Spark discharge in conductive liquid with microbubbles | |
| RU2001132154A (en) | Method for generating ozone and device for its implementation |