V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Высоковольтный электрический разряд широко используется как в научных исследованиях, таки в различных технологических процессах промышленного производства. Передача возмущения к технологическому объекту осуществляется посредством некоторой конденсированной среды, чаще всего воды. Электрогидравлический способ преобразования энергии применяется в листовой штамповке, очистке отливок, прессовании порошков, интенсификации процессов прокатки, кристаллизации слитков и т.д. [1].

Цель данной работы является экспериментальное исследование дифракционного эффекта импульса давления ударно-акустической волны, возбуждаемой электрическим взрывом плоской кольцевой фольги, на конусе, расположенном соосно в цилиндрической взрывной камере с конденсированной средой.

На сегодняшний день аналитического решения системы уравнений, описывающих электрический взрыв проводника (ЭВП) как цилиндрической формы, так и электрического взрыва плоской кольцевой фольги (ЭВПКФ), формирующей плоскую ударную волну [2], не существует. Представленная работа является продолжением ранее проводимых исследований [3]. Схема экспериментальной установки представлена на рис.1. Начало цилиндрической системы координат помещено в центре фольги. Ось x направлена по оси симметрии взрывной камеры. Высота конуса составила , угол конуса . Внутренний диаметр цилиндрической камеры D. Радиус фольги , ее толщина  . На электроды 3 и 4 подается импульсное напряжение от энергетического накопителя конденсаторного типа (ЭН), что приводит к электрическому взрыву плоской кольцевой фольги 2. Образовавшаяся ударная волна распространяясь вдоль ось взрывной камеры 1, трансформируется в плоскую. На участке ℓ < x < ℓ+h плоская ударная волна испытывает нелинейное отражение от конуса 5, что приводит к образованию дифракционного эффекта. Регистрация радиального импульса давления дифракционной ударно-акустической волны осуществлялась волноводным пьезокерамическим датчиком [4] импульсных давлений 7,  электрический сигнал с которого че

Рис.1. Схема экспериментальной установки: 1 - цилиндрическая взрывная камера; 2 - взрывающаяся фольга;

3 - центральный электрод; 4 - кольцевой электрод 5 - тело вращения в виде конуса; 6 - диэлектрический цилиндр; 7- волновой пьезокерамический преобразователь; ЭН - энергетический накопитель конденсаторного типа; ЭО - электронный осциллограф.

В результате проведенного эксперимента получены временные осциллограммы протекающего тока электрического взрыва  фольги, регистрируемого с помощью пояса Роговского, и импульса давления, регистрируемого волноводным пьезодат-чиком  (рис.2, кривые 1 и 2, соответственно). Электрический взрыв кольцевой фольги протекает в режиме близким к согласованному, т.е. энергия накопителя реализуется в первый полупериод взрыва. Импульс давления дифракционной ударно-акустической волны достигал P~107 Па.

Список библиографических источников

1. Поздеев В.А. Прикладная гидродинамика электрического разряда в жидкости. - Киев: Наукова думка, 1980. - 192 с.

2. Пат. 2378075 РФ, МПК В 21 D 26/10. Электрогидроимпульсный способ запрессовки труб в труднодоступных местах / А.Л. Суркаев, В.А. Суркаев, М.М. Кумыш. - 10.01.2010.

3. Суркаев А.Л., Муха Ю.П., Кумыш М.М. Оценка давления, создаваемого при электрическом взрыве кольцевой фольги в воде / Письма в ЖТФ, 2010, том 36, вып. 7, С.7-12

4. Пат. 2241212 РФ, МПК 7 G 01 L 9/08, 23/10. Волноводный датчик импульсных давлений / А.Л. Суркаев, Ю.П. Муха, В.А. Суркаев. - 27.11. 2004.