Особенность работы ГПН № 5.Реально необходимая энергия на технологическое диспергирование потока жидкости в поток нанокапель будет превышать табличное значение на величину потерь тепла (в несколько раз). Но значения необходимой энергии "реальны" и могут быть положены в основу метода.
Для минимума тепловых потерь, при подводе тепловой энергии на разрыв сплошности жидкости, в лабораторной установке выбран прямой (непосредственный) подвод мощности переменного электрического тока к потоку жидкости. Без промежуточного преобразования электрической энергии, в какие либо иные формы (механической) энергии. То есть, без дополнительных потерь на эти преобразования. Вновь разработанный непрерывный метод объемного электровзрыва.
Рисунок 1 принципиальная схема генератора потока нанокапель. (Разрез по оси канала диафрагмы.)
позиции на схеме.
1. Корпус ГПН (внешние стенки, диафрагма) - материал диэлектрик (кварцевое стекло).
2. Канал входа генератора до диафрагмы.
3. Поток раствора на входе генератора до диафрагмы.
4. Зона «сужения» сечения потока раствора электролита (вход в канал диафрагмы).
5. Зона диспергирования потока раствора в поток нанокапель с плазмой объемным электрическим взрывом.
6. Поток нанокапель с плазмой электрического разряда в канале диафрагмы.
7. Зона канала диафрагмы.
8. Зона слияния потока нанокапель (коалесценции).
9. Канал выхода генератора после диафрагмы.
10. Поток раствора на выходе генератора после диафрагмы (совместно с газовой фазой).
11. Электрод слияния потока нанокапель (металл, графит).
12. Подвод электрического напряжения однофазного переменного тока 50 Гц. Металл - электрический провод.
13. Вспомогательный электрод, размещенный в объеме электролита (металл).
14. Жидкий электрод (поток раствора электролита).
15. Клемма, электрический полюс генератора потока нанокапель.
16. Электрическое напряжение переменного электрического тока, задаваемое автотрансформатором.
17. Клемма, электрический полюс генератора потока нанокапель.
Идея метода. Пояснение:Весь поток раствора электролита прокачивается через канал в диафрагме (диэлектрик). К потоку жидкости подводится (через электроды) электрическое напряжение (однофазного) переменного электрического тока 50 Гц по разные стороны диафрагмы.
В потоке раствора электролита образована электрическая цепь.
При сужении потока электролита, в месте уменьшения локального сечения потока, возрастает локальное электрическое сопротивление, увеличивается выделение тепла (по закону Джоуля - Ленца) именно в этом локальном сечении потока. Рабочие параметры ГПН подобраны так, что на входе в канал диафрагмы происходит локальный перегрев раствора электролита и вскипание жидкости с образованием парогазовых микро пузырей. Вследствие весьма малой электрической проводимости парогазовой фазы, электрическая цепь по парогазовым микро пузырькам разрывается. Возрастает перепад электрического напряжение в данном сечении канала диафрагмы, и происходят электрические пробои - образуется зона объемного электровзрыва. Поток жидкой фазы диспергируется тепловым (электрическим) взрывом в объем фрагментов нанокапель в объеме плазмы искрового электрического разряда.
Объемный электрический (тепловой) взрыв ограничен (цилиндрическими) стенками канала диафрагмы, от которых происходит отражение нанокапель и потоков плазмы. По оси канала, зона объемного взрыва ограничена: - с одной стороны объемом раствора, от которого отражается поток парогазовой фазы (плазмы). С другой стороны - потоком нанокапель с плазмой искрового электрического разряда. В этом потоке, по закону Бернулли, давление ниже, за счет скорости потока, чем давление со стороны жидкого электрода. То есть создается условие для направленного потока нанокапель с плазмой в сторону электрода слияния нанокапель.
Величина электрического напряжения и объемного потока жидкой фазы регулируется так, чтобы происходило "зажигание" и непрерывное "горение" плазменного объема в канале диафрагмы.