تأثير يوتكين الكهروهيدروليكي وتطبيقاته

إذا تم إلقاء الطوب في برميل من الماء ، فسيظل البرميل على قيد الحياة. ولكن إذا أطلقت عليها النار بمسدس ، فإن الماء سوف يكسر الأطواق على الفور. الحقيقة هي أن السوائل عمليا غير قابلة للضغط.

يسمح الطوب المتساقط البطيء نسبيًا للماء بالتفاعل في الوقت المناسب: سيرتفع مستوى السائل قليلاً. ولكن عندما تصطدم رصاصة سريعة بالمياه ، فإن الماء ليس لديه وقت للارتفاع ، ونتيجة لذلك ، يرتفع الضغط بشكل حاد وينهار البرميل.

سيحدث شيء مشابه إذا أصبت بالبرميل برق... بالطبع ، هذا نادرًا ما يحدث. ولكن هنا في البحيرة أو النهر تكون "الزيارات" أكثر تكرارًا.

شهد ليف الكسندروفيتش يوتكين حدثًا مشابهًا في طفولته. إما لأنه في ذلك العصر كان يُنظر إلى كل شيء أكثر إشراقًا ، أو أن الصورة كانت بالفعل مثيرة للإعجاب للغاية ، فقد تذكر الصبي فقط لبقية حياته الخشخشة الجافة الناتجة عن التفريغ الكهربائي والارتفاع العالي للمياه.

ظاهرة تجسس عرضية للطبيعة تهمه مدى الحياة.في وقت لاحق ، قام بمحاكاة تفريغ كهربائي في سائل في المنزل ، وحدد العديد من عناصره المنتظمة ، وأطلق عليها التأثير الكهروهيدروليكي ، واكتشف كيفية استخدام "البرق المروض" لصالح الناس.

ليف الكسندروفيتش يوتكين (1911-1980)

في عام 1986 ، تم نشر دراسة رأس المال لـ L.A. Yutkin بعنوان "التأثير الكهروهيدروليكي وتطبيقاته في الصناعة" بعد وفاته. إنه يعكس عمل باحث ومخترع رائع قضى عدة عقود في دراسة الطريقة الأصلية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.

يحدث التأثير الكهروهيدروليكي في سائل عندما يتم تحفيز تفريغ كهربائي نابض فيه ويتميز بقيم عالية من التيارات والقوى والضغوط الآنية. في جوهرها وطبيعة مظهرها ، فإن عملية النبض الكهربائي هي انفجار كهربائي قادر على تشويه المواد المختلفة.

بمساعدة هذا التأثير ، ينتج عن تصريفات الشرارة التي تحدث في بيئة مائية ضغط هيدروليكي مرتفع للغاية ، والذي يتم التعبير عنه في الحركة اللحظية للسائل وفي تدمير الأشياء بالقرب من منطقة التفريغ ، والتي لا تسخن حتى.

باستخدامه ، بدأوا في سحق وطحن مجموعة متنوعة من المواد ، من السبائك الهشة مثل الكربيد والورق الضائع إلى الصخور. لذلك ، لسحق 1 متر مكعب من الجرانيت ، يجب استهلاك حوالي 0.05 كيلو واط / ساعة من الكهرباء. هذا أرخص بكثير من التفجيرات التقليدية باستخدام البارود والشحم والأمونيت ومواد أخرى.

ثم وجد التأثير الكهروهيدروليكي تطبيقًا في عمليات الحفر تحت الماء: بمساعدته ، بسرعة 2-8 سم في الدقيقة ، يمكنك حفر ثقوب بقطر 50 إلى 100 مم في سمك الجرانيت وخام الحديد في كتلة الخرسانة .

نتيجة لذلك ، اتضح أن التأثير الكهروهيدروليكي يمكن إتقانه بشكل مفيد من خلال العديد من المهن الأخرى: ختم المعادن ولحامها ، وتنظيف أجزاء الحجم ومياه الصرف من الميكروبات ، وتشكيل المستحلبات ، وضغط الغازات المذابة في السوائل من السوائل ، وتصلب الكلى الحجارة وزيادة خصوبة التربة ...

بالطبع ، حتى اليوم لا نعرف كل إمكانيات هذه التكنولوجيا العالمية ، التي تجعل من الممكن حل العديد من مشاكل الطاقة والبيئة.

يمكنك تنزيل كتاب L.A. Yutkin "التأثير الكهروهيدروليكي وتطبيقاته في الصناعة" من هنا: كتاب بصيغة PDF (5.1 ميجابايت)

التأثير الكهروهيدروليكي (EGE) هو طريقة صناعية جديدة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية ، والتي يتم تنفيذها دون وساطة في التوصيلات الميكانيكية الوسيطة ، بكفاءة عالية. يتمثل جوهر هذه الطريقة في حقيقة أنه عندما يتم تنفيذ تفريغ كهربائي نابض (شرارة وفرشاة وأشكال أخرى) في حجم السائل في وعاء مفتوح أو مغلق ، تنشأ ضغوط هيدروليكية عالية جدًا لتكوينها حول المنطقة القادرة على أداء أعمال ميكانيكية مفيدة وتكون مصحوبة بمجموعة من الظواهر الفيزيائية والكيميائية.

— Yutkin L.A.

يكمن الجوهر المادي للتأثير الكهروهيدروليكي (EHE) في حقيقة أن التفريغ الكهربائي القوي في السائل يخلق ضغطًا هيدروليكيًا كبيرًا للغاية ، وهو قادر على ممارسة تأثير قوة كبير.

يحدث هذا بالطريقة التالية. يتسبب التيار عالي الكثافة في إطلاق مركز لحرارة الجول ، مما يوفر تسخينًا قويًا للبلازما الناتجة.

ترتفع درجة حرارة الغاز ، التي لا يتم تعويضها عن طريق الإزالة السريعة للحرارة ، بسرعة ، مما يؤدي إلى زيادة سريعة في الضغط في قناة التدفق ، والتي تحتوي على مقطع عرضي صغير في الفترة الزمنية الأولية.

تحدث موجة انضغاط أسطوانية في السائل بسبب التمدد السريع لتجويف غاز البخار تحت تأثير الضغط الداخلي.

يمكن أن يؤدي الإطلاق المكثف للطاقة في القناة إلى تجاوز سرعة تمددها للقيمة المقابلة لسرعة الصوت في السائل ، مما يؤدي إلى تحول نبض الانضغاط إلى موجة صدمة.

تستمر الزيادة في حجم التجويف حتى يصبح الضغط فيه أقل من ضغط البيئة الخارجية ، وبعد ذلك ينهار.