Efekt elektrohydrauliczny Yutkina i jego zastosowanie

Jeśli cegła zostanie wrzucona do beczki z wodą, beczka przetrwa. Ale jeśli strzelisz do niej z pistoletu, woda natychmiast rozerwie obręcze. Faktem jest, że ciecze są praktycznie nieściśliwe.

Stosunkowo wolno spadająca cegła pozwala wodzie zareagować w odpowiednim czasie: poziom cieczy nieznacznie się podniesie. Ale kiedy szybki pocisk wpada do wody, woda nie ma czasu na podniesienie się, w wyniku czego ciśnienie gwałtownie wzrasta, a lufa rozpada się.

Coś podobnego stanie się, jeśli uderzysz w beczkę Błyskawica… Oczywiście zdarza się to rzadko. Ale tutaj, w jeziorze lub rzece, „trafienia” są częstsze.

Lew Aleksandrowicz Yutkin był świadkiem podobnego wydarzenia w dzieciństwie. Albo dlatego, że w tym wieku wszystko jest postrzegane znacznie jaśniej, albo obraz był już bardzo imponujący, tylko chłopiec zapamiętał do końca życia suchy trzask wyładowania elektrycznego i wysoki wzrost wody.

Przypadkowe szpiegowskie zjawisko natury interesuje go na całe życie.Później symulował wyładowanie elektryczne w cieczy w domu, ustalił wiele jego prawidłowości, nazwał to efektem elektrohydraulicznym i wymyślił, jak wykorzystać „oswojoną błyskawicę” dla dobra ludzi.

Lew Aleksandrowicz Yutkin (1911 — 1980)

W 1986 roku pośmiertnie opublikowano kapitałową monografię LA Yutkina „Efekt elektrohydrauliczny i jego zastosowanie w przemyśle”. Odzwierciedla pracę wybitnego badacza i wynalazcy, który spędził kilkadziesiąt lat badając oryginalną metodę przekształcania energii elektrycznej w energię mechaniczną.

Zjawisko elektrohydrauliczne występuje w cieczy, gdy wzbudzone jest w niej impulsowe wyładowanie elektryczne i charakteryzuje się dużymi wartościami chwilowych prądów, mocy i ciśnień. W istocie i ze względu na swoją manifestację proces elektrohydropulsacyjny jest eksplozją elektryczną zdolną do deformacji różnych materiałów.

Za pomocą tego efektu wyładowania iskrowe występujące w środowisku wodnym wytwarzają niezwykle wysokie ciśnienie hydrauliczne, które wyraża się w natychmiastowym ruchu cieczy i niszczeniu obiektów w pobliżu strefy wyładowania, które nawet się nie nagrzewają.

Używając go, zaczęli kruszyć i mielić różne materiały, od kruchych stopów, takich jak węglik i makulatura, po skały. Tak więc, aby zmiażdżyć 1 m3 granitu, należy zużyć około 0,05 kW·h energii elektrycznej. Jest to znacznie tańsze niż konwencjonalne eksplozje z użyciem prochu strzelniczego, łoju, amonitu i innych substancji.

Następnie efekt elektrohydrauliczny znalazł zastosowanie w operacjach wiercenia podwodnego: za jego pomocą z prędkością 2-8 cm na minutę można wiercić otwory o średnicy od 50 do 100 mm w grubości granitu, rudy żelaza, w masie betonowej .

W rezultacie okazało się, że efekt elektrohydrauliczny może być z pożytkiem opanowany przez wiele innych zawodów: tłoczenie i spawanie metali, oczyszczanie części z kamienia i ścieków z drobnoustrojów, tworzenie emulsji i wyciskanie gazów rozpuszczonych w cieczach z płynów, utwardzanie nerek kamienie i zwiększenie żyzności gleby...

Oczywiście nawet dzisiaj nie znamy wszystkich możliwości tej uniwersalnej technologii, która umożliwia rozwiązanie wielu problemów energetycznych i środowiskowych.

Możesz pobrać książkę L.A. Yutkina „Elektro-hydrauliczny efekt i jego zastosowanie w przemyśle” tutaj: Rezerwuj w formacie PDF (5,1 MB)

Efekt elektrohydrauliczny (EGE) to nowa przemysłowa metoda zamiany energii elektrycznej na energię mechaniczną, która odbywa się bez pośrednictwa pośrednich połączeń mechanicznych, z wysoką wydajnością. Istota tej metody polega na tym, że gdy w objętości cieczy w otwartym lub zamkniętym naczyniu przeprowadza się specjalnie uformowane impulsowe wyładowanie elektryczne (iskierowe, szczotkowe i inne), powstają ultrawysokie ciśnienia hydrauliczne jego powstawania wokół obszar, który jest w stanie wykonywać użyteczną pracę mechaniczną i któremu towarzyszy zespół zjawisk fizycznych i chemicznych.

— Yutkin LA

Fizyczna istota efektu elektrohydraulicznego (EHE) polega na tym, że silne wyładowanie elektryczne w cieczy wytwarza bardzo duże ciśnienie hydrauliczne, które jest w stanie wywrzeć znaczny efekt siłowy.

Dzieje się to w następujący sposób. Prąd o dużej gęstości powoduje skoncentrowane uwalnianie ciepła Joule'a, co zapewnia silne ogrzewanie powstałej plazmy.

Temperatura gazu, której nie kompensuje szybkie odprowadzenie ciepła, gwałtownie wzrasta, co prowadzi do gwałtownego wzrostu ciśnienia w kanale przepływowym, który w początkowym przedziale czasu ma mały przekrój.

Cylindryczna fala sprężania pojawia się w cieczy z powodu szybkiego rozszerzania się wnęki para-gaz pod działaniem ciśnienia wewnętrznego.

Intensywne uwalnianie energii w kanale może doprowadzić do tego, że prędkość jego rozszerzania przekroczy wartość odpowiadającą prędkości dźwięku w cieczy, co prowadzi do przekształcenia impulsu sprężania w falę uderzeniową.

Wzrost objętości wnęki trwa, dopóki ciśnienie w niej nie spadnie poniżej ciśnienia środowiska zewnętrznego, po czym zapada się.