Электрогидродинамические автоколебательные процессы на концентраторах тока в электролите тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЁТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

НАУКИ

Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук

На правах

00505487Ь

МЕДВЕДЕВ РУСЛАН НИКОЛАЕВИЧ

ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА КОНЦЕНТРАТОРАХ ТОКА В ЭЛЕКТРОЛИТЕ

01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

005054876

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЁТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

НАУКИ

Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук

МЕДВЕДЕВ РУСЛАН НИКОЛАЕВИЧ

ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА КОНЦЕНТРАТОРАХ ТОКА В ЭЛЕКТРОЛИТЕ

01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского Отделения Российской Академии Наук, г. Новосибирск.

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук,

старший научный сотрудник Тесленко Вячеслав Степанович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук;

профессор

Климкин Виктор Федорович

доктор физико-математических наук, доцент

Куперштох Александр Леонидович

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского Отделения Российской Академии Наук

Защита состоится 04 сентября 2012г. в-^часов на заседании диссертационного совета Д003.054.01 по присуждению ученой степени кандидата наук в конференц-зале ИГиЛ СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, 15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГиЛ СО РАН.

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 630090, Новосибирск, пр. Лаврентьева, 15, ИГиЛ СО РАН, факс (383) 333-16-12, ученому секретарю совета.

Автореферат разослан 2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д. ф.-м. н. С^Ед^рЦ, Ждан С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Электрические разряды и плазменные образования в проводящих средах на сегодняшний день имеют широкое применение в науке и промышленности для обработки поверхностей, получения наночастиц, обеззараживания жидкости, инициирования хим. реакций, генерации акустических волн и т.д.

Одним из режимов низковольтных (до 1кВ) разрядов в проводящих жидкостях является автоколебательный режим. Он характеризуется импульсным током при постоянном приложенном напряжении, что обеспечивается образованием и пульсацией пузырьков на концентраторах тока.

Период автоколебаний и область их существования — одни из самых важных параметров, которые играют первостепенную роль для конструирования прикладных установок. На сегодняшний день не существует даже приближенных теоретических формул, описывающих зависимости периодов автоколебаний от параметров, таких как размер концентратора тока, прикладываемое напряжение, свойства электролита и т.д. Эмпирически полученные зависимости учитывают изменение только одного параметра, например, напряжения, температуры или размера концентратора и при варьировании остальных могут существенно меняться.

В связи с этим существует необходимость комплексных исследований (экспериментальных и теоретических) электрогидродинамического автоколебательного процесса с привлечением законов электродинамики, гидродинамики и теплофизики для нахождения зависимости периода автоколебаний от параметров системы.

Обнаруженный нами эффект самосинхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока [4] позволяет синхронизировать пульсации пузырьков при параллельном включении в цепь большого числа (N—10-^103) концентраторов тока, что является важным результатом для задач генерации акустических волн заданного профиля и частоты. Данный эффект позволяет эффективно генерировать плазму в пузырьках саморегулирующимся образом в заданных областях пространства, это позволяет локализовать процессы плазменной обработки и инициирования хим. реакций.

Значительное количество работ показывает прикладную ценность низковольтных разрядов в электролитах на концентраторах тока в целом, и в автоколебательных режимах, в частности [1*]. В связи с этим необходимо комплексно исследовать автоколебательные процессы в электролите с привлечением теоретических аппаратов.

Цель работы.

1. Исследовать физику происходящих автоколебательных процессов. Найти область существования автоколебательных режимов и зависимость периода автоколебаний от размеров концентраторов и прикладываемого напряжения.

2. Построить математическую модель автоколебательного процесса на одиночном диафрагменном концентраторе тока.

3. Выявить механизм синхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока.

4. Проверить наличие автоколебательных режимов для протяженных концентраторов тока.

Научная новизна работы.

1. Найдена приближенная аналитическая зависимость периода автоколебания на диафрагменном круглом концентраторе тока от напряжения, проводимости, размера концентратора тока, которая согласуется с результатами поставленных экспериментов.

2. Полученная экспериментально и теоретически зависимость периода автоколебаний от напряжения имеет минимум. Минимальный период пропорционален размеру концентратора тока.

3. Выявлен механизм синхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока.

4. Обнаружено существование автоколебательного режима при электрическом низковольтном разряде на линейных и кольцевых концентраторах тока.

Практическая ценность работы. Результаты выполненной работы являются важными, так как на основе полученных закономерностей и обнаруженных эффектов самосинхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока позволяют рассчитывать параметры генераторов акустических волн заданной частоты и профиля.

На основе полученных результатов были разработаны и опробованы опытные установки по обеззараживанию жидкости электрическим разрядом в автоколебательном режиме, эмиссионному спектральному анализу проводящей жидкости, инициированию горючих газов в импульсном режиме непосредственно в жидком теплоносителе.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментального и теоретического изучения динамики образования, роста и схлопывания пузырька на одиночном круглом концентраторе тока.

2. Результаты экспериментального исследования автоколебаний на множественных концентраторах тока.

3. Экспериментальное обнаружение автоколебательных режимов на линейных и кольцевых концентраторах тока.

Апробация основных результатов. Результаты научных исследований были представлены на следующих российских и международных конференциях: Современные проблемы электрофизики и

электрогидродинамики жидкостей (Санкт-Петербург, 2006г.), Pulsed Power Symposium (UK, Oxfordshire, 2007г.), Всероссийская Научная Конференция Студентов-Физиков (Ростов-на-Дону, 2007г.), Лаврентьевские чтения (Новосибирск, 2007г., 2010г.), Физика импульсных разрядов в конденсированных средах (Украина, Николаев, 2007г., 2011г.), Физика окружающей среды (Томск, 2007г.), Ist international conference on biological and environmental sciences (Egypt, Hurghada, 2008r.), Fourth International Symposium on Non-equilibrium processes, Plasma, Combustion, and Atmospheric Phenomena (Сочи, 2009г.).

По тематике данной работы сделаны доклады на семинарах: в Институте теплофизики (председатель чл.-корр. РАН Алексеенко C.B.), Институте гидродинамики (председатель академик Титов В.М.), Институте теоретической и прикладной механики (председатель академик Фомин В.М.), Институте гидродинамики СО РАН (председатель чл.-корр. Пухначев В.В.).

Публикации. Всего опубликовано 18 печатных работ, в том числе 15 по теме диссертации, из них: б научных статей в ведущих изданиях, входящих в перечень, рекомендуемый ВАК РФ, 9 докладов в трудах всероссийских и зарубежных научных конференций.

Личный вклад автора. Автором лично были проведены эксперименты с круглыми и кольцевыми диафрагменными концентраторами тока, проведен анализ полученных экспериментальных результатов. Экспериментальные данные по автоколебаниям на металлических концентраторах тока принадлежат Тесленко B.C., Дрожжину А.П., Зайковскому A.B.

Постановка задачи расчета теплового роста тороидального пузырька на диафрагме была выполнена совместно с Черновым A.A. (ИТФ СО РАН), численный расчет удельной мощности при протекании тока через диафрагму -совместно с Карповым Д.И. (ИГиЛ СО РАН). Остальные расчеты и сравнение результатов с экспериментальными данными автором выполнены самостоятельно.

При апробации метода обеззараживания жидкости анализ концентрации живых клеток в растворе был выполнен с помощью Белякина С.Н. (ИЦиГ СО РАН). Автор принимал участие в экспериментах по инициированию горючей смеси в жидкости и провел анализ зависимости интенсивности свечения от подключаемой индуктивности в экспериментах по спектральным исследованиям автоколебательного процесса.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 128 страницах основного текста, включая 57 рисунков, 1 таблицу, 79 формул и список литературы из 97 источников.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы работы, приводятся

основные цели работы, научная новизна и положения, выносимые на защиту.

Глава 1 посвящена экспериментальному и теоретическому изучению электрогидродинамических автоколебаний на одиночном концентраторе тока при постоянном подаваемом напряжении. Результаты данной главы изложены в работах автора [1-3].

В п. 1.1 приведено общее описание явления автоколебаний и проведен анализ научных результатов, полученных другими авторами в данной области.

В п. 1.2 описана экспериментальная установка по изучению автоколебательных процессов на диафрагменных (рис. 1а) и металлических (рис. 16) концентраторах тока. Электроды- 1, 2 располагались в диэлектрической кювете 4 с электролитом по разные стороны от диафрагмы с отверстиями 3. В качестве электродов применялись пластины из нержавеющей стали. Для измерения тока использовался осциллограф 6 (Tektronix TDS-210), который подключался к шунту R = 0,2 Ом. Второй вход осциллографа б подключался к электродам 1, 2 через делитель для регистрации напряжения. Киносъемка гидродинамических процессов проводилась при помощи скоростной видеокамеры 7 (REDLAKE HG-LE) через окно из оргстекла 5 в кювете и круглое отверстие в электроде- 2. Электрическая схема установки состояла из конденсатора С= 10 100 мкФ, который заряжался до напряжения Uc = 10 -s- 1000 В от внешнего источника постоянного напряжения [/пит., электромагнитного ключа К, управляемого от внешнего запускающего генератора, от которого также запускалась киносъемка и осциллографирование. Собственная индуктивность установки составляла ЗмкГн.

В качестве электролита использовались M 5 % растворы NaCl в дистиллированной воде. Диафрагмой служили пленки из тефлона толщиной 20 мкм и лавсана толщиной 50 и 100 мкм. Диаметр d отверстия в пленке варьировался от 0,05 до 1,5 мм.

б

IV

Рис. I. Схема экспериментальной установки для изучения автоколебаний на одиночном концентраторе тока: а) - диафрагменного типа, б) - металлического типа.

Полярность металлических концентраторов тока была преимущественно положительной, в качестве противоположного электрода использовали

металлическую пластину площадью, во много раз превышающей площадь концентратора.

В п. 1.3 представлены экспериментально определенные область существования автоколебательного режима и зависимость периода автоколебаний от напряжения (рис. 2). Впервые обнаружено, что зависимость периода от напряжения имеет немонотонный характер с минимумом в окрестности 200 В. При этом минимальный период пропорционален диаметру концентратора тока.

150 200 250 U, V

300 350 400 450

Экспериментально показано, что для диафрагменных и металлических концентраторов тока, образуемый в начальной стадии пузырек в обоих случаях имеет торообразную форму с осью на кромке концентратора тока.

В. п. 1.4 при помощи

Рис. 2. Зависимость периода автоколебаний от напряжения для различных диаметров круглых диафрагм. Концентрация NaCl -3%.

численного расчета распределения удельной мощности в

электролитической ячейке с круглым концентратором тока показано, что при отсутствии пузырька максимальная удельная мощность локализована на кромке концентратора тока, а в случае с тороидальным пузырьком - на внутренней стенке пузырька, обращенной к оси концентратора тока. Также выполнен численный расчет полной мощности, выделяемой в электролитической ячейке, при различной толщине диафрагмы и радиусе пузырька.

В. п. 1.5 выполнен расчет сопротивления электролита по результатам предыдущего параграфа. Показано, что средняя температура, до которой нагревается электролит, слабо зависит от концентрации и размеров отверстия и составляет около 40°С.

В п. 1.6 выполнен численный расчет поля температур при нагреве электрическим током и времени нагрева до образования пузырька с использованием экспериментальных данных п. 1.2. Показано, что максимальная точка поля температур расположена на кромке концентратора тока, а зависимость максимальной температуры от времени согласуется с результатами [2*].

В п. 1.7 показано, что эффективность преобразования электрической выделяемой энергии в энергию пузырька не зависит от размера концентратора тока и находится на уровне 5%, при этом экспериментальные значения составляют от 1% до 10%.

В п. 1.8 представлены результаты численно определенной кинетической энергии жидкости при расширении тороидального пузырька. Сравнение с аналитической формулой кинетической энергии в приближении тонкого кольца

(малый радиус тора много меньше большого), полученной в [3*] показало, что аналитическая формула может быть применена для любых малых радиусов тора вплоть до замыкания в центре с точностью не хуже 12%.

Выполнен приближенный расчет зависимости периода адиабатических пульсаций тороидального пузырька от его максимального размера.

В п. 1.9 выполнен численный расчет динамики теплового роста тороидального пузырька на диафрагменном концентраторе тока. Решалась система уравнений:

где первое уравнение - нестационарной теплопроводности с учетом вынужденной конвекции при расширении пузырька, второе уравнение - поток энергии в пузырек за счет испарения (Фурье), третье - уравнение состояния пара в пузырьке, четвертое - уравнение пульсации тороидального пузырька [3*]. Поле скоростей жидкости и подставлялось в уравнение теплопроводности из результатов п. 1.8. Удельная мощность # бралась из результатов расчета п. 1.4.

В уравнениях (1) использовались обозначения: С, р, X, Т$, -теплопроводность, теплоемкость, плотность, удельная теплота парообразования, температура кипения жидкости, р - молярная масса пара, тп -масса пара в пузырьке, ра - давление в жидкости (атмосферное), р - давление газа в пузырьке, а - радиус отверстия, Я - радиус пузырька, 5=4^аВ. - площадь поверхности пузырька, У=1ж2аК2 - объем пузырька, А - универсальная газовая постоянная.

При решении системы (1) пренебрегали зависимостью температуры кипения от давления, так как давление при росте пузырька не превышает 10 атмосфер, что соответствует росту температуры на 20%.

В качестве начальных условий использовали зародышевый тороидальный пузырек при атмосферном давлении и комнатной температуре с радиусом, много меньшим радиуса отверстия в диафрагме.

После приведения системы (1) к безразмерному виду в ней остается три

, _ Сграгр„

безразмерных параметра, содержащих все физические величины: ра =—р—,

Т5 ~ Тс ———, к = СрАТ$ . При решении системы (1) принималось, что £=сопб1:, а аи1 Лрр„

параметры р„ и варьировались в соответствии с задаваемым радиусом отверстия а, проводимостью электролита а и напряжением V.

В результате численного решения системы (1) получено, что рост

Л 1 рУ = -АТ3, ■

(1)

о.

Рис. 3. Зависимость безразмерного радиуса

пузырька от безразмерного времени / = /

Срс?

пузырька начинается при температуре на кромке отверстия 120 -5- 130 °С (теплопроводность диафрагмы принималась равной нулю), что соответствует равенству интенсивности кипения и конденсации на стенке пузырька. При более низких температурах процесс конденсации преобладает, что приводит к быстрому схлопыванию пузырька после его образования. Таким образом, в начале своего роста пузырек совершает несколько

микропульсаций со схлопыванием к начальному зародышу, после которых его рост продолжается (рис. 3). Такой эффект проявляется в экспериментах, как образование и схлопывание множества отдельных круглых пузырьков на кромке концентратора тока, которые затем объединяются и растут, как единый ■горообразный пузырь.

Также в экспериментах были обнаружены пульсации пузырька уже непосредственно перед полным перекрыванием концентратора тока, что получено теоретически (рис. 3).

После полного перекрывания концентратора нагрев жидкости током прекращается, пузырек быстро принимает форму сферы и далее растет и схлопывается сферически. Мы считали, что пульсация пузырька после перекрывания концентратора происходит адиабатически и использовали уравнение Релея со сшивкой скорости границы пузырька и его радиуса в конце теплового роста до перекрывания концентратора с началом адиабатического роста после перекрывания. Учет испарения и конденсации на этапе после перекрывания дает поправку ко времени пульсации не более 10%.

Результаты численного решения системы (1) позволили получить приближенное аппроксимирующее выражение для периода пульсации пузырька:

1+3,7« £ + 4,61/

у Р.

(2)

\СТзР/

где и - напряжение на электродах, <г - проводимость электролита. Как видно, он имеет минимум при:

и^ш 0,77.

1

а минимальный период определяется выражением: '9a.II.

(3)

(4)

На рис. 4 показаны экспериментальные зависимости первого периода

кг"

автоколебаний от напряжения (точки) в сравнении с формулой (2) (сплошные линии). Первый период выбирался из условий равенства начальной температуры комнатной и отсутствия пузырьков в жидкости. При а = 0,05 мм погрешность составляет около 20%, при а = 0,75 мм - около 50%. Формула (4) согласуется с экспериментально определенным • коэффициентом пропорциональности с точностью 13%.

Таким образом, полученное соотношение (2) позволяет приближенно вычислять период автоколебаний на круглом диафрагменном концентраторе тока в зависимости от параметров устройства и свойств электролита во всем диапазоне существования автоколебательных режимов.

ю* и. V

Рис. 4. Зависимость экспериментально полученного первого периода автоколебаний от напряжения: 1) а = 0,025 мм, а = 3,6 Ом^м"1,2)а = 0,05 мм, <г=6 Ом 'м"', 3) о = 0,1 мм, сг = 6 Ом м"1, 4) а = 0,25 мм, а = 3,6 Ом"1м"1. Сплошные линии -аппроксимация формулой (2).

Глава 2 посвящена изучению эффекта самосинхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока, подключенных параллельно (рис. 5). Результаты данной главы изложены в работах автора [49].

В. п. 2.1 дается описание автоколебательных процессов при подключении нескольких концентраторов параллельно.

В. п. 2.2 приводится постановка экспериментов по изучению эффекта самосинхронизации автоколебаний при подключении в разрядную цепь катушки индуктивности (рис. 5). Установка аналогична изображенной на рис. 1а с той разницей, что в качестве концентраторов тока в данном случае используются несколько отверстий или

металлических электродов,

подключенных параллельно, и в разрядной цепи присутствует катушка

Рис. 5. Экспериментальная установка для изучения эффекта самосинхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока.

индуктивности Ь = 0 + 43 мГн. Для исключения гидродинамической связи проводились дополнительные эксперименты с концентраторами, расположенными в разных кюветах.

В.п. 2.3 описывается механизм самосинхронизации автоколебаний на двух диафрагменных концентраторах тока с одинаковыми (^ = 0,25 мм, ¿2 =

0,26 мм) и различными (¿^ = 0,45 мм, й2 = 0,25 мм) диаметрами отверстий в диафрагме.

Экспериментально показано, что в момент перекрывания пузырьками концентраторов наименьших размеров создается избыточное индуктивное напряжение, которое ведет к ускорению роста пузырьков на остальных не перекрытых концентраторах. При увеличении разницы в размерах концентраторов необходимая для обеспечения синхронизации индуктивность увеличивается, при этом выделяемой до перекрывания концентраторов энергии может быть недостаточно для выравнивания размеров пузырьков, и дополнительный ввод энергии происходит уже после перекрывания за счет пробоя пузырьков и нагрева плазмой (рис. 6).

В. п. 2.4 приведены экспериментальные результаты по изучению автоколебаний на большом числе (до 56) концентраторов тока. Введен параметр синхронизации:

^Г™-7™ V (5)

\ тал /

где /тах, /тщ - максимальное и минимальное значения тока в одном цикле, определяемые по осциллограммам тока, усреднение берется по всем импульсам тока.

Рис. 6. Кинограмма роста пузырьков, соответствующие осциллограммы тока (а), напряжения на электродах (Ъ), выделяемой мощности (с) и график движения границы пузырька ((1) для автоколебаний на диафрагменных концентраторах тока = 0,45 мм, А = 0,25 мм). I = 30 мГн, С/с= 200 В.

Исследование зависимости параметра синхронизации от подключаемой индуктивности при разных количествах отверстий позволяет сделать вывод о пороговом характере процесса самосинхронизации при увеличении индуктивности.

в

Рис. 7. Схемы постановки экспериментов: а) - линейный металлический концентратор тока (1), залитый в эпоксидную смолу (2), б) - металлический кольцевой концентратор тока (1), залитый в эпоксидную смолу (2), в) - диафрагменный концентратор тока в виде кольца в лавсановой пленке.

Глава 3 посвящена изучению возможности получения автоколебательных режимов на протяженных концентраторах тока - линейных и кольцевых. Результаты данной главы изложены в работах автора [10-13].

В п. 3.1 описаны три основные постановки

экспериментов:

а) линейный металлический концентратор тока (1), залитый эпоксидной смолой (2), с длиной I = 9,5 мм и шириной полосок h = 0,17 0,9 мм (рис. 7а),

б) кольцевой металлический концентратор тока (1), залитый эпоксидной смолой (2), с диаметрами положительного электрода D = 3 -=-10 мм, с шириной кольца

(1) h = 0,17 -0,9 мм (рис. 76),

в) кольцевой диафрагменный концентратор тока (1), D = 6 - 8 мм, h = 0,35 мм (рис. 7в).

Электрическая схема установки аналогична приведенной на рис. 5.

В. п. 3.2 представлены результаты экспериментов по получению автоколебаний на линейных и кольцевых концентраторах тока, а в п. 3.3 проведен анализ полученных результатов. Показано, что на линейных концентраторах полное прерывание тока обеспечивается только при достаточной индуктивности в разрядной цепи (L > 7,7 мГн), в то время как на кольцевых концентраторах полное прерывание тока (полное перекрывание концентратора пузырьком) осуществляется и без подключения индуктивности в цепь. Это объясняется процессами коалесценции пузырьков, которые в случае кольца позволяют получать более симметричный по сечению пузырь. Наличие индуктивности позволяет в еще большей степени выравнивать сечение пузырька по периметру концентратора за счет пробоев в перетяжках [12].

Экспериментально показано, что значения периодов автоколебаний для круглых, линейных и кольцевых концентраторов (при условии d=h) совпадают, в пределах экспериментального разброса измеряемых параметров, более того, зависимость периода от напряжения для протяженных концентраторов также имеет минимум, что говорит об одинаковых механизмах образования и роста пузырьков для круглых и протяженных концентраторов.

Глава 4 посвящена апробации перспективных приложений автоколебательного режима. Результаты данной главы изложены в работах автора [7, 14-15].

В п. 4.1 описаны эксперименты по обеззараживанию биологического раствора кишечной палочки (Е. coli). Экспериментальная установка аналогична

представленной на рис. 5, поток жидкости через отверстия обеспечивался созданием разности давлений. В результате проведенных экспериментов показано, что при обработке протекающей жидкости диафрагменным разрядом в режиме автоколебаний концентрация живых клеток в растворе уменьшается до 104 раз по сравнению с прогонкой раствора без подачи напряжения. Таким образом, продемонстрирована принципиальная возможность обеззараживания жидкости при помощи диафрагменных.разрядов.

В. п. 4.2 исследован спектральный состав излучения из зоны концентраторов при синхронном автоколебательном режиме на множественных концентраторах тока (рис. 5). Из результатов экспериментов следует, что излучение содержит атомарные спектры растворенных в воде веществ, это показывает возможность определения состава жидкости при помощи синхронного автоколебательного режима. Экспериментально найдена зависимость интенсивности свечения от подключаемой индуктивности, которая показывает, что при увеличении индуктивности интенсивность излучения возрастает.

В п. 4.3 на примере разработки метода инициирования ацетилен-кислородных пузырьков в воде при помощи электрического разряда показана возможность импульсного сжигания газообразных топлив непосредственно в жидком теплоносителе, что позволит повысить КПД ТЭС.

В Заключении изложены основные результаты и выводы диссертационной работы:

1. Впервые на основе экспериментальных исследований построена теоретическая модель теплового роста торообразного пузырька на круглом диафрагменном концентраторе тока. Теоретически рассчитаны приближенные зависимости периода пульсаций пузырька для диафрагменного концентратора тока от напряжения, размера отверстия, проводимости на всем диапазоне существования автоколебательного режима (формула (2)). Расчет подтвердил экспериментально полученную немонотонную зависимость периода от напряжения и пропорциональность минимального периода радиусу отверстия с коэффициентом 0,9 с/м (формула (4)). Выражение (2) с точностью 20 50 % описывает экспериментальные данные для отверстий, радиусами а = 0,025 ^ 0,75 мм при проводимости электролита с= 1,3 6 Ом"'м"'.

2. Впервые обнаружен и исследован процесс самосинхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока при подключении в разрядную цепь катушки индуктивности, который заключается в том, что индуктивность позволяет выделять дополнительную энергию в пузырьках селективно на стадии их роста, что выравнивает пузырьки по размеру.

3. Впервые исследованы автоколебательные режимы для линейных и кольцевых концентраторов тока. Построены зависимости периодов пульсаций от напряжения и ширины концентраторов данного типа, которые показали , что механизмы роста пузырьков на круглых, линейных и кольцевых концентраторах схожи.

Разработанные теоретические модели и полученные зависимости позволяют рассчитывать параметры систем при проектировании прикладных устройств, таких как генераторы акустических волн заданной геометрии, установок для обеззараживания жидкости, инициирования физ.-хим. реакций.

Список цитированной литературы:

1 *. Лазаренко Б.Р., Фурсов С.П., Факторович А.А., Галанина Е.К., Дураджи В.Н. Коммутация тока на границе металл-электролит. АН Молдавской ССР. Кишинев, 1971. 73 с.

2*.Поппель П.С., Павлов П.А., ' Скрипов В.П. Экспериментальное определение температуры достижимого перегрева электролитов // Гидродинамика и теплообмен. УНЦ АН СССР. 1974. С. 86-91.

3*.Кедринский В.К. О пульсации тороидального газового пузыря в жидкости // Динамика сплошной среды: Сб. науч. тр. / АН СССР. Сиб. отд-ние. Инт. Гидродинамики. 1974. Вып. 16. С. 35-43.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Тесленко B.C., Медведев Р.Н., Дрожжин А.П., Санкин Г.Н. Механизм автоколебательных процессов на диафрагменных концентраторах тока. // Сборник трудов 8-й международной конференции "Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей", Санкт-Петербург. 2006. С. 139-142.

2. Тесленко B.C., Медведев Р.Н., Дрожжин А.П. Электрогидродинамический автоколебательный эффект на множественных концентраторах тока // III Международный научный конгресс "ГЕО-Сибирь-2007". Новосибирск. 2007. Т. 4. Ч. 2. С. 178-183.

3. V.S.Teslenko, R.N. Medvedev, А. P. Drozhzhin, G.N. Sankin. Mecanism of autooscillation processes on diaphragm current concentrators // Proceedings of the conference «Modem problems of electrophysics and electrohydrodynamics of liquids». Saint-Petersburg. 2006. Pp.139-143.

V* 4. Тесленко B.C., Медведев P.H., Дрожжин А.П. Самосинхронизация электрогидродинамических автоколебаний при многоочаговых разрядах в электролите // Письма в Журнал технической физики. 2007. Т. 33. Вып. 19. С. 55-63.

У 5. Medvedev R., Teslenko V., Drozhzhin A. Electrohydrodynamic self-synchronization of self-oscillations on two diaphragm current concentrators in electrolyte // Physics Letters A. 2008. Vol. 373. Pp. 102-106.

6. P.H. Медведев, B.C. Тесленко, А.П. Дрожжин. Механизмы самосинхронизации электрогидродинамических автоколебаний при многоочаговых разрядах в электролите // Материалы XIII Международной научной школы-семинара "Физика импульсных разрядов в конденсированных средах". Институт импульсных процессов и технологий НАН Украины. 2007. С. 32-34.

7. Medvedev R.N., Lomanovich К.А., Teslenko V.S.. The regime of synchronous multichannel electrohydrodynamic autooscillations for emission

spectroscopy // Fourth International Symposium on Non-equilibrium Processes, Plasma, Combustion, and Atmospheric Phenomena. 2009. Pp. 64— 68.

8. V.S. Teslenko, G.N. Sankin, A.P. Drozhzhin, R.N. Medvedev. Role of cooperativity in sonoluminescence problem investigations // Proceedings of the 5th World Congress on Ultrasonics WCU 2003. Paris. 2003. Pp. 967-969.

9. Medvedev R.N., Teslenko V.S. Cumulation of energy by multispark diaphragm autooscillation process in electrolyte // 20th IET Symposium on "Pulsed Power 2007". Oxfordshire, UK. 2007. Pp. 139-141.

10. Teslenko V.S., Medvedev R.N., Zaykovskiy A.V. The influence of coronalike discharges on processes of stabilization of electrohydrodynamic autooscillations in water electrolytes // Fourth International Symposium on Non-equilibrium Processes, Plasma, Combustion, and Atmospheric Phenomena. Sochi. 2009. Pp. 162-168.

П.Тесленко B.C., Медведев P.H., Зайковский A.B. Автоколебательные явления в электролите на кольцевых концентраторах тока // Динамика сплошной среды. 2010. Вып. 126. С. 146-155.

\/ 12. Тесленко B.C., Медведев Р.Н. Электрогидродинамические автоколебания в электролите на линейных и кольцевых концентраторах тока // Письма в журнал технической физики. 2011. Т. 37, Вып. 10. С. 56-63.

У 13. Тесленко B.C., Ростовцев В.И., Ломанович К.А., Дрожжин А.П., Медведев Р.Н. Электровзрывная дезинтеграция медно-никелевых руд с одновременной сепарацией частиц по крупности // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2007. №1. С. 100-107.

У 14. B.C. Тесленко, В.И. Манжалей, Р.Н. Медведев, А.П. Дрожжин. Сжигание углеводородных топлив непосредственно в водном теплоносителе // Физика горения и взрыва. 2010. Т. 46. № 4. С. 132-135.

15. В.С.Тесленко, В.И. Манжалей, Р.Н. Медведев, А.П. Дрожжин. О возможности сжигания углеводородных топлив непосредственно в теплоносителе // Сборник трудов конференции «Современные проблемы термодинамики и теплофизики». Новосибирск. 2009. С. 198-199.

Подписано в печать 26.07.2012 г. Заказ № 109

Формат бумаги 60x84 1/16 Объём 1 п.л.

Тираж 75 экз._

Ротапринт Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН 630090 Новосибирск, просп. ак. Лаврентьева, 15

ВВЕДЕНИЕ.:.

ГЛАВА 1. АВТОКОЛЕБАНИЯ НА ОДИНОЧНОМ КРУГЛОМ КОНЦЕНТРАТОРЕ ТОКА

1.1 Описание явления и обзор литературы.

1.2 Экспериментальная установка.

1.3 Результаты экспериментов.

1.4 Распределение удельной мощности в электролитической ячейке.

1.5 Электрическое сопротивление системы с концентратором тока.

1.6 Расчет времени нагрева до образования пузырька.

1.7 Расчет эффективности преобразования электрической энергии в энергию пульсации пузырька.

1.8 Расчет периода пульсаций тороидального пузырька в адиабатическом приближении

1.9 Приближенный расчет роста тороидального пузырька с учетом испарения со стенок.

1.10 Выводы по ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. МЕХАНИЗМ САМОСИНХРОНИЗАЦИИ АВТОКОЛЕБАНИЙ НА МНОЖЕСТВЕННЫХ КРУГЛЫХ КОНЦЕНТРАТОРАХ ТОКА

2.1 Общее описание явления.

2.2 Постановка экспериментов.

2.3 Механизм самосинхронизации на двух концентраторах тока.

2.4 Автоколебания на множественных концентраторах тока.

2.5 Выводы по ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. АВТОКОЛЕБАНИЯ НА ЛИНЕЙНЫХ И КОЛЬЦЕВЫХ КОНЦЕНТРАТОРАХ ТОКА

3.1 Экспериментальная установка.

3.2 Результаты экспериментов.

3.3 Анализ результатов.

3.4 Выводы по ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. АППРОБАЦИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ

4.1 Обеззараживание.

4.2 Спектральный анализ.

4.3 Инициирование физико-химических реакций.

Актуальность работы

Электрические разряды и плазменные образования в проводящих средах на сегодняшний день находят широкое применение в науке и промышленности для обработки поверхностей, получения наночастиц, обеззараживания жидкости, инициирования хим. реакций и т.д.

Одним из режимов низковольтных (до 1кВ) разрядов в проводящих жидкостях является автоколебательный режим. Его характерное отличие заключается* в том, что за счет локального увеличения плотности тока энергия разряда концентрируется в малых областях электролита - на концентраторах тока, что позволяет выделять энергию в заданных областях, увеличивая локальную плотность энергии.

Автоколебательный режим характеризуется импульсным током при постоянном приложенном напряжении, что объясняется образованием и пульсацией пузырьков на концентраторах тока. Данный режим был обнаружен более ста лет назад [1], но до сих пор отсутствует теоретическое описание явления из-за недостаточной изученности физических процессов происходящих на концентр'аторах тока.

Обнаруженный эффект самосинхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока позволяет синхронизировать пульсации пузырьков при параллельном включении в цепь большого числа (ЛМСИ-103) концентраторов тока, что является важным результатом для задач генерации ударных волн заданного профиля и частоты. Данный эффект позволяет генерировать плазму в пузырьках саморегулирующимся образом в заданных областях пространства и локализовать процессы плазменной обработки и инициирования хим. реакций.

Значительное количество работ показывает прикладную ценность низковольтных разрядов в электролитах на концентраторах тока в целом, и в автоколебательных режимах, в частности [2]. В связи с этим необходимо исследовать автоколебательные процессы в электролите с привлечением теоретических моделей, а также процессы самосинхронизации автоколебаний для выявления механизмов.

Результаты данной работы позволили описать такой класс автоколебательных систем, как электрогидродинамические автоколебания не только на качественном уровне, но и количественно. Исследования низковольтного разряда в проводящей жидкости с точки зрения электродинамики, термодинамики и теплофизики представляют ценность для многогранного изучения электрогидродинамических процессов в целом и автоколебательных режимов в частности. Возникающие при синхронном многоочаговом автоколебательном процессе кооперативные эффекты представляют наибольший интерес для теоретических и технических разработок.

Автоколебательные процессы при низковольтных разрядах в электролитах представляют практическую важность для задач генерации акустических волн в жидкости заданной частоты. Так же процессы, происходящие на концентраторах тока, могут быть применены для обеззараживания, эмиссионного спектрального анализа жидкостей, инициирования физико-химических реакций, обработки поверхностей, получения наночастиц.

Период автоколебаний и область их существования - одни из самых важных параметров, которые играют первостепенную роль для конструирования прикладных устройств. На сегодняшний день не существует даже приближенных теоретических формул, описывающих зависимости периодов автоколебаний от параметров, таких как размер концентратора тока, прикладываемое напряжение, свойства электролита и т.д. Эмпирически полученные зависимости учитывают изменение только одного параметра, например, напряжения, температуры или размера концентратора и при варьировании остальных могут существенно меняться.

В связи с перечисленными проблемами существует необходимость комплексных исследований (экспериментальных и теоретических) электрогидродинамических автоколебательных процессов с привлечением законов электродинамики, гидродинамики и теплофизики для нахождения хотя бы приближенных зависимостей характеристик колебаний от параметров системы.

Цели работы

1. Найти область существования автоколебательного режима и зависимость периода автоколебаний от размеров концентраторов и прикладываемого напряжения.

2. Объяснить механизм синхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока. Получить экспериментальные зависимости качества синхронизации от подключаемой индуктивности.

3. Проверить наличие автоколебательных режимов для кольцевых концентраторов тока.

4. Апробировать автоколебательный режим для обеззараживания , жидкости, спектрального анализа и инициирования физикохимических реакций в жидкости.

Объект и предмет исследования

Объект исследования: электрогидродинамические автоколебания на одиночных и множественных концентраторах тока при электрическом разряде в электролите.

Предмет исследования:

1. Механизм автоколебаний на одиночном круглом концентраторе тока.

2. Механизм самосинхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока

3. Технические приложения автоколебательного режима.

Научная новизна работы

Впервые обнаружено следующее:

1. Начало роста торообразного пузырька на концентраторе тока носит пороговый характер за счет наличия отрицательного градиента температур вблизи его поверхности.

2. Найдена приближенная аналитическая зависимость периода * автоколебания на диафрагменном круглом концентраторе тока от напряжения, проводимости, размера концентратора тока. Полученная зависимость периода автоколебаний от напряжения имеет минимум, что согласуется с экспериментальными данными.

3. Экспериментально и теоретически показано, что минимальный период пульсаций пузырька пропорционален размеру концентратора тока.

4. Выявлен механизм синхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока, который при малом различии размеров концентраторов заключается в ускорении роста пузырька за счет индуктивного перенапряжения и нагрева окружающей жидкости, а при большом различии дополнительная энергия выделяется также за счет электрического пробоя в пузырьке, нагрева газа и границ пузырька плазмой.

5. Существование автоколебательного режима при электрическом низковольтном разряде на линейных и кольцевых концентраторах тока. При этом включение в цепь катушки индуктивности приводит к стабилизации колебаний и выравниванию торообразного пузырька по сечению за счет его пробоя в местах минимального сечения.

Личный вклад автора

Автором лично были проведены эксперименты с одиночными и множественными, а также кольцевыми диафрагменными концентраторами тока по нахождению автоколебательных режимов, зависимостей периода от напряжения и размера концентратора, исследованию механизма самосинхронизации, проведен анализ полученных экспериментальных результатов. Экспериментальные данные по автоколебаниям на металлических концентраторах тока принадлежат Тесленко B.C., Дрожжину А.П., Зайковскому A.B.

Постановка задачи расчета теплового роста тороидального пузырька на диафрагме была выполнена совместно с Черновым A.A. (ИТФ СО РАН), численный расчет удельной мощности при протекании тока через диафрагму -совместно с Карповым Д.И. (ИГиЛ СО РАН). Остальные расчеты и сравнение результатов с экспериментальными данными автором выполнены самостоятельно.

Автором был апробирован метод обеззараживания жидкости электрическим разрядом. При апробации анализ концентрации живых клеток в растворе был выполнен с помощью Белякина С.Н. (ИЦиГ СО РАН). Также автор принимал участие в экспериментах по инициированию горючей смеси в жидкости и провел анализ зависимости интенсивности свечения от подключаемой индуктивности в экспериментах по спектральным исследованиям автоколебательного процесса.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментального и теоретического изучения динамики образования, роста и схлопывания пузырька на • одиночном круглом концентраторе тока.

2. Результаты экспериментальных исследований и описание механизма самосинхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока.

3. Экспериментальное обнаружение и описание автоколебательного режима на кольцевых концентраторах тока.

Достоверность результатов обеспечивается использованием апробировайных методик исследования, применением при проведении измерений стандартных приборов и оборудования, анализом погрешностей измерений. Сформулированные в диссертации научные положения и выводы не противоречат известным положениям гидродинамики, электродинамики и теплофизики. Основные результаты и сделанные выводы доложены и обсуждены на Международных и общероссийских научных конференциях.

Апробация основных результатов

Результаты научных исследований были представлены на следующих российских* и международных конференциях: Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей (Санкт-Петербург, 2006г.), Pulsed Power Symposium (UK, Oxfordshire, 2007г.), Всероссийская Научная Конференция Студентов-Физиков (Ростов-на-Дону, 2007г.), Лаврентьевские чтения (Новосибирск, 2007г., 2010г.), Физика импульсных разрядов в конденсированных средах (Украина, Николаев, 2007г., 2011г.), Физика окружающей среды (Томск, 2007г.), Ist international conference on biological and environmental sciences (Egypt, Hurghada, 2008r.), Fourth International Symposium on Non-equilibrium processes, Plasma, Combustion, and Atmospheric Phenomena (Сочи, 2009г.).

По тематике данной работы сделаны доклады на семинарах: в Институте теплофизики СО РАН (председатель чл.-корр. РАН Алексеенко С.В.), Институте гидродинамики СО РАН (председатель академик Титов В.М.), Институте теоретической и прикладной механики СО РАН (председатель академик Фомин В.М.), Институте гидродинамики СО РАН (председатель чл.-корр. Пухначев В.В.).

Практическая ценность работы

Результаты выполненной работы являются важными, так как на основе полученных закономерностей и обнаруженных эффектов самосинхронизации и автоколебаний на множественных и кольцевых концентраторах тока позволяют рассчитывать параметры генераторов акустических волн заданной частоты и профиля.

На основе полученных результатов были разработаны и опробованы опытные установки по обеззараживанию жидкости электрическим разрядом в автоколебательном режиме, эмиссионному спектральному анализу проводящей жидкости. Полученные знания о механизмах выделения энергии в пузырьках позволили реализовать инициирование горения горючих газов в импульсном режиме непосредственно в жидком теплоносителе.

Публикации

Всего опубликовано 18 печатных работ, в том числе 15 по теме диссертации, из них: 6 научных статей в ведущих изданиях, входящих в перечень, рекомендуемый ВАК РФ, 9 докладов в трудах всероссийских и зарубежных научных конференций [3-17].

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 128 страницах основного текста, включая 57 рисунков, 1 таблицу, 79 формул и список литературы из 97 источников.

3.4 Выводы по ГЛАВЕ 3.

1.Впервые получены режимы электрогидродинамических автоколебаний для металлических и диафрагменных кольцевых концентраторов тока, выполненных в виде полосок и колец.

2.Пок^зано, что полное перекрывание концентраторов тока обеспечивается коалесценцией образуемых пузырьков.

3.Выявлен механизм стабилизации формы пузырька для линейных и кольцевых систем, который заключается в том, что пробои развиваются в местах наименьшего поперечного сечения, что обеспечивает его выравнивание для каждого периода пульсаций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе экспериментально и теоретически исследована динамика пульсаций торообразных пузырьков на концентраторах тока в электролите при электрическом разряде.

Подробно рассмотрен процесс нагрева жидкости электрическим током до образования первых одиночных пузырьков на кромке концентратора, показан пороговый характер процесса образования пузырьков. Рассмотрен процесс поведения цузырьков до объединения в единый торообразный пузырь. Далее рассмотрена динамика теплового роста пузырька до размыкания тока и последующей адиабатической пульсации после размыкания тока.

Можно сформулировать следующие основные результаты диссертации:

1. Впервые на основе системных экспериментальных исследований построена теоретическая модель теплового роста торообразного пузырька на круглом диафрагменном концентраторе тока. Теоретически рассчитаны приближенные зависимости периода пульсаций пузырька для диафрагменного концентратора тока от напряжения, размера отверстия, проводимости и других параметров, на всем диапазоне существования автоколебательного режима (формула (1.76)). Расчет подтвердил экспериментально полученную немонотонную зависимость периода от напряжения и пропорциональность минимального периода радиусу отверстия с коэффициентом 0,9 с/м (формула (1.77), рис. 1.6). Выражение (1.76) с удовлетворительной точностью (от 20 до 50 %) описывает экспериментальные данные для отверстий, радиусами а = 0,025 — 0,75 мм при проводимости электролита а = 1,3 6 Ом1м"' (рис. 1.33).

2. Теоретически исследована начальная стадия автоколебательного процесса до образования пузырьков на концентраторе тока. Показано, что при напряжениях на электродах больше 200 В температура нагрева электролита до начала роста пузырька практически не зависит от напряжения (рис. 1.20), тогда как при меньших напряжениях данная зависимость ярко выражена (рис. 1.21). На основе полученных выражений для выделяемой мощности (1.3) и времени нагрева до образования пузырька (1.22) показано, что эффективность преобразования электрической энергии в энергию пузырька составляет в среднем 5%<(1.28), (1.29)).

3. Впервые обнаружен и исследован процесс самосинхронизации автоколебаний на множественных концентраторах тока, который обеспечивается за счет создания положительной обратной связи с помощью подключения в разрядную цепь дополнительной индуктивности. Вводимая индуктивность позволяет выделять дополнительную энергию в пузырьках селективно на стадии их роста, что выравнивает пузырьки по размеру (рис. 2.3 - 2.5). Показано, что максимальный размер пузырька, а, следовательно, энергетическая эффективность автоколебаний увеличиваются при увеличении индуктивности.

4. Впервые исследованы автоколебательные режимы для линейных и кольцевых концентраторов тока (рис. 3.2 - 3.6). Построены зависимости периодов пульсаций от напряжения и ширины концентраторов данного типа (рис. 3.7).

Разработанные теоретические модели и полученные зависимости позволяют рассчитывать параметры систем при проектировании прикладных устройств, таких как генераторы акустических волн заданной геометрии, установок для обеззараживания жидкости, инициирования физ.-хим. реакций.

Автор*благодарит Ждана С.А., Карпова Д.И., Дрожжина А.П., Манжалея В.И. за активную помощь в обсуждении результатов данной работы.

1. Bagard, H. A. Wehnelt. Ein elektrolytischer stromunterbrecher (Interrupteurlectrolytique) // Journal de Physique Théorique Appliquée. 1899. Vol. 8. Pp. 438-444.

2. Лазаренко Б.Р., Фурсов С.П., Факторович A.A., Галанина Е.К., Дураджи В.H. Коммутация тока на границе металл-электролит. АН Молдавской ССР. Кишинев, 1971. 73 с.

3. Тесл&нко B.C., Медведев Р.Н., Дрожжин А.П. Электрогидродинамический автоколебательный эффект на множественных концентраторах тока // III Международный научный конгресс "ГЕО-Сибирь-2007". Новосибирск. 2007. Т. 4. Ч. 2. С. 178-183.

4. Тесленко B.C., Медведев P.H., Дрожжин А.П. Самосинхронизация электрогидродинамических автоколебаний при многоочаговых разрядах в электролите // Письма в Журнал технической физики. 2007. Т. 33. Вып. 19. С. 55-63.

5. Medvedev R., Teslenko V., Drozhzhin A. Electrohydrodynamic self-synchronization of self-oscillations on two diaphragm current concentrators in electrolyte // Physics Letters A. 2008. Vol. 373. Pp. 102-106.

6. V.S. Teslenko, G.N. Sankin, A.P. Drozhzhin, R.N. Medvedev. Role of cooperativity in sonoluminescence problem investigations // Proceedings of the 5th World Congress on Ultrasonics WCU 2003. Paris. 2003. Pp. 967-969.

7. Medvedev R.N., Teslenko V.S. Cumulation of energy by multispark diaphragm autooscillation process in electrolyte // 20th IET Symposium on "Pulsed Power 2007". Oxfordshire, UK. 2007. Pp. 139-141.

8. Тесленко B.C., Медведев P.H., Зайковский A.B. Автоколебательные явления в электролите на кольцевых концентраторах тока // Динамика сплошной среды. 2010. Вып. 126. С. 146-155.

9. Тесленко B.C., Медведев Р.Н. Электрогидродинамические автоколебания в электролите на линейных и кольцевых концентраторах тока // Письма в журнал технической физики. 2011. Т. 37, Вып. 10. С. 56-63.

10. B.C. Тесленко, В.И. Манжалей, Р.Н. Медведев, А.П. Дрожжин. Сжигание углеводородных топлив непосредственно в водном теплоносителе // Физика горения и взрыва. 2010. Т. 46. № 4. С. 132-135.

11. В.С.Тесленко, В.И. Манжалей, Р.Н. Медведев, А.П. Дрожжин. О возможности сжигания углеводородных топлив непосредственно в теплоносителе // Сборник трудов конференции «Современные проблемы термодинамики и теплофизики». Новосибирск. 2009. С. 198-199.

12. Фрюнгель Ф. Импульсная техника. М. JL: Энергия, 1965. 488 с.

13. Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей: М.: Наука, 1979. 320 с.

14. Лабунцов Д.А., Ягов В.В. Механика двухфазных систем. М.: МЭИ, 2000. 374 с.

15. Ушаков В.Я. Импульсный электрический пробой жидкостей. Издательство томского университета, 1975. 256 с.

16. Дробышевский Э.М., Дунаев Ю.А., Розов С.И. Сферический диафрагменный разряд в электролитах // Журнал технической физики. 1973, т. 43, № 6. С. 1217-1221.

17. Ушаков В.Я., В.Ф. Климкин, С.М. Коробейников, В.В. Лопатин. Пробой жидко'стей при импульсном напряжении. /Под ред. проф., д.т.н. В.Я.Ушакова Томск: Изд-во НТЛ, 2005. 488 с.

18. Петров Г.П., Сальянов Ф.А., Меркурьев Г.А. Исследование разряда с жидким катодом // Труды КАИ. 1974. Вып. 173. С. 11-15.

19. Наугольных К.А., Рой H.A. Электрические разряды в воде. М.: Наука, 1971. 77 с.

20. Бродский А.И. Современная теория электролитов. Л.: Госхимтехиздат, 1934. 256 с.

21. Жакин А.И. Приэлектродные и переходные процессы в жидких диэлектриках // Успехи физических наук. 2006. Т. 176. № 3. С. 289-310.

22. Иоффе А.И. Наугольных К.А., Рой H.A. О теории начальной стадии электрического разряда в воде // Прикладная механика и техническая физика. 1964. №4. С. 108-113.

23. Войцеховский М.Б. Аномальный стримерный разряд в воздухе с переохлажденными водяными парами и его свечение // Доклады академии наук СССР. М.: Наука. 1986. Т. 288. № 2, С. 351-354.

24. Гинзбург B.JI. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Физ.-мат. лит., 1960. 685 с.

25. Теляшов JI.JI. Особенности развития «беспробойного» разряда в жидкости // Электронная обработка материалов. 1989. № 2. С. 38-41.

26. Гайсин Ф.М., Гайсин А.Ф., Галимова Р.К., Даутов Г.Ю., Хакимов Р.Г., Шакиров Ю.И. Обобщенные характеристики парогазового разряда с жидкими электродами // Электронная обработка материалов. 1995. № 1. С. 63-65.

27. Шамко В.В., Кривицкий Е.В., Кучеренко В.В. Приближенное подобие электрофизических и кинематических процессов при импульсном коронном разряде в сильных электролитах // Журнал технической физики. 1999. Т. 69. Вып. 5. с. 30-34.

28. Кутепов A.M., Захаров А.Г., Максимов А.И. Проблемы и перспективы исследований активируемых плазмой технологических процессов в растворах // Доклады академии наук. 1997. Т. 357. №6. С. 782-786.

29. Захаров А.Г., Максимов А.И., Титова Ю.В. Физико-химические свойства плазменно-растворных систем и возможности их технологических применений // Успехи химии. 2007. Т. 76. № 3. С. 260-277.

30. Гайсин Ф.М., Сон Э.Е. Возникновение и развитие объемного разряда между твердыми и жидкими электродами // Химия плазмы. 1990. Вып. 16. С. 120-156.

31. Столович H.H. Электровзрывные преобразователи энергии. Минск: Наука и техника, 1983. 151 с.

32. Кузьмин Г.П., Минаев И.М., Рухадзе А.А., Тихоневич О.В. Температурная зависимость характеристик электрического разряда в парах воды // Краткие сообщения по физике Физического института им. П.Н. Лебедева Российской Академии Наук. 2010. №7. С. 38-42.

33. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматгиз, 1959. 700 с.

34. Кедринский В.К. О пульсации тороидального газового пузыря в жидкости // Динамика сплошной среды: Сб. науч. тр. / АН СССР. Сиб. отд-ние. Инт. Гидродинамики. 1974. Вып. 16. С. 35-43.

35. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред (часть 1). М.: Наука, 1987. 464 с.'

36. Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Современные проблемы нелинейной динамики. М.: УРСС, 2000. 336 с.

37. Мандельштам Л. И. Лекции по теории колебаний. М.: Наука, 1972. 466 с. 47.3абабахин Е.И., Забабахин И.Е. Явления неограниченной кумуляции. М.:1. Наука, 1988. 173 с.

38. Коул Р. Подводные взрывы. М.: Издательство иностранной литературы, 1950. 493 с.

39. Астахов A.B. Механика. Кинетическая теория материи. Курс физики, I том. Учеб. пособие. М.: Наука, 1977. 384 с.

40. Милн-Томсон JIM. Теоретическая гидродинамика. М.: Мир, 1964. 660 с.

41. Солоухин Р.И. О пульсациях пузырьков газа в несжимаемой жидкости // Тр. Учен. Совета по народнохозяйственному использованию взрыва. Новосибирск. 1961. Т. 18. С. 21-26.

42. Станюкович К.П. Неустановившиеся движения сплошной среды. М.: Наука, 1971. 856 с.

43. Нестерихин Ю.Е. Солоухин Р.И. Методы скоростных измерений в газодинамике и физике плазмы. Новосибиорск.: Наука, 1967. 172 с.

44. Rayleigh О.М. On the pressure developed in a liquid during the collapse of a spherical cavity // Phyl. Mag. 1917. Vol. 34, №. 200. Pp. 94-98.

45. Процессы преобразования энергии при электровзрыве: Сб. науч. тр./ Отв. ред. Г.А.Гулый. Киев: Наукова думка, 1988. 128с.

46. Взрывающиеся проволочки. Пер. с англ. Е.Т. Антропова и др. / под ред. канд. физ.-мат. наук A.A. Рухадзе. М.: Изд-во иностр. лит, 1963. 341 с.

47. Скрицов В. П. Метастабильная жидкость. М.: Наука, 1972. 312 с.

48. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964 г. 489 с.

49. Вукалович М.П., Новиков И.И. Техническая термодинамика. М.: Энергия, 1968. 496 с.

50. Скрипов В.П., Синицын E.H., Павлов П.А. и др. Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии. Справочник. М.: Атомиздат, 1980. 208 с.

51. Кутателадзе С.С., Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче. М.-JL: Госэнергоиздат, 1959. 414 с.

52. Болгарский A.B., Мухачев Г. А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача, 2-е изд. М.: Высшая школа, 1975. 495 с.

53. Несис Е.И. Кипение жидкостей. Успехи физических наук. 1965. Т. 87. Вып. 4. С. 615-653.

54. Westwater J. Boiling of Liquids // Advances in Chemical Engineering. 1956. Vol. l.Pp. 1-76.

55. Forster H., Zuber N. Growth of a Vapor Bubble in a Superheated Liquid // J. Appl. Phys. 1954. Vol. 25, № 4. pp. 474-478.

56. Лабунцов Д.А. Теплообмен при пузырьковом кипении жидкости // Теплоэнергетика. 1959. № 12. С. 19-26.

57. Юдаев Б.Н. Теплопередача. Учебник для втузов. М.: Высшая школа, 1973. 360 с.

58. Поппель П.С., Павлов П. А., Скрипов В.П. Экспериментальное определение температуры достижимого перегрева электролитов // Гидродинамика и теплообмен. УНЦ АН СССР. 1974. С. 86-91.

59. Александров Ю.А., Воронов Г.С., Горбунков В.М., Делоне Н.Б., Нечаев Ю.И. Пузырьковые камеры. М.: Госатомиздат, 1963. 340 с.

60. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. Москва, 1952. 231 с.

61. Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах. Новосибирск.: Наука, 1984. 302 с.

62. Scriven L.E. On the dynamics of phase growth // Chem. Eng. Sci. 1959. Vol. 1. Pp. 1-14.

63. Советников В.П., Теляшов Л.Л. О возможности взрывного вскипания на достримерной стадии электрического разряда в воде // Электронная обработка материалов. 1979. № 4. С. 46-49.

64. Несис Е.И. Методы математической физики. М.: Просвещение, 1977. 199 с.

65. Лебедев Н.Н., Скальская И.П. Применение парных интегральных уравнений к электростатическим задачам для полого проводящего цилиндра конечной длины // Журнал технической физики. 1973. Т. 43, № 1. С. 44-51.

66. Уфлянд Я.С. Метод парных уравнений в задачах математической физики. Л.: Наука, 1977. 220 с.

67. Виноградова Е.М., Егоров Н.В., Баранов Р.Ю. Расчет электростатического поля системы соосных аксиально-симметричных электродов // Радиотехника и электроника. 2007. Т. 52. № 2. С. 225-230.

68. Тесленко B.C., Дрожжин А.П., Карташов A.M. Генерация автоколебательных процессов при диафрагменном разряде в электролите // Письма в Журнал технической физики. 2001. Т. 27. Вып. 20. С. 83-85.

69. Jian Wu, et al. Detection of metal ions by atomic emission spectroscopy from liquicUelectrode discharge plasma // Spectrochimica Acta Part B. 2007. Vol. 62. Pp. 1269-1272.

70. Зуев Б.К. и др. Разряд при вскипании в канале новый источник атомизации и возбуждения для атомно-эмиссионного определения металлов в потоке // Журнал аналитической химии. 2002. Т. 57. 10. С. 1072-1077.

71. Ryzhkov V. Carbon nanotube production by a cracking of liquid hydrocarbons // Physica B. 2002. Vol. 323. Pp. 324-326.

72. Артёмов А.В. и др. Получение наноразмерных металлов электрическим разрядом в жидкости // Вопросы атомной науки и техники. 2008. Серия 6. №4. С. 150-154.

73. Malik М.А., et al. Water purification by electrical discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 2001. Vol. 10. Pp. 82-91.

74. Тазмеев X.K., Тазмеев A.X. Плазмотрон с жидким электролитным катодом. Пат. 2219684 РФ., 2003. Бюл. № 35.

75. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М.: Наука, 1960. 248 с.

76. Воротникова М.И. Влияние скорости тепловыделения при электровзрыве в воде на распределение энергии взрыва // Прикладная механика и техническая физика. 1962. № 2. С. 110-112.

77. Рауз X. Механика жидкости. Пер. с англ. Юфин А.П. М.: Издательство литературы по строительству, 1967. 390 с.

78. Галлагер Р. Метод конечных элементов. ^Основы. Пер. с англ. М.: Мир, 1984. 428 с.

79. Кедринский В.К. Об одномерной пульсации тороидальной газовой полости в сжимаемой жидкости // Журнал теоретической физики и прикладной механики. 1977. № 3. С. 62-67.

80. Тесленко B.C., Санкин Г. Н., Дрожжин А. П. Электрогидродинамический автоколебательный эффект на множественных концентраторах тока // Динамика сплошной среды. 2005. Вып. 123. С. 66-70.

81. Баринов Ю.А., Школьник С.М. Зондовые измерения разряда с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении // Журнал технической физики. 2002. Т. 72. Вып. 3. С. 31-37.

82. Иванов В.А. Физика взрыва ацетилена. М.: Химия, 1969. 180 с.