Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Фізика. Астрономія arrow Вплив електричного поля на процеси зарядостворення, конвекції та теплопереносу в слабкопровідних рідинах
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Вплив електричного поля на процеси зарядостворення, конвекції та теплопереносу в слабкопровідних рідинах

Анотації 

Тропіна А.А. Вплив електричного поля на процеси зарядостворення, конвекції та теплопереносу в слабкопровідних рідинах.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.02.05- механіка рідини, газу та плазми. - Харківський державний університет, Харків,1999.

   Дисертація містить результати теоретичних досліджень електрогідродинамічної конвекції та теплопереносу в неоднорідних полях на основі удосконаленої теорії процесів електризації та зарядостворення в діелектричних рідинах. Одержала подальший розвиток теорія дисоційно-інжекційної провідності рідких діелектриків з урахуванням комплексостворення. Запропоновані конструктивні чисельні методи аналізу системи електрогідродинамічних рівнянь, що дало змогу визначити основні закономірності формування конвекційних течій і теплопереносу в слабкопровідних середовищах. Проведене аналітичне дослідження процесів формування заряду в нерівноважних приелектродних шарах. Одержано нові результати в теорії теплопереносу при інжекційній провідності рідких діелектриків з неавтономним рівнем інжекції.
   Ключові слова: електрогідродинаміка, дисоційно-інжекційна модель провідності, рідкий діелектрик, нерівноважність, дисоціація-рекомбінація, чисельні методи, теплоперенос, електроконвекція.

Тропина А.А. Влияние электрического поля на процессы зарядообразования, конвекции и теплопереноса в слабопроводящих жидкостях. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.02.05- механика жидкости, газа и плазмы. - Харьковский государственный университет, Харьков, 1999.

   Диссертация содержит результаты теоретических исследований электрогидродинамической конвекции и теплопереноса в неоднородных электрических полях на основе уточнения описания процессов электризации и зарядообразования в диэлектрических жидкостях. Получила дальнейшее развитие теория диссоционно-инжекционной проводимости жидких диэлектриков с учетом комплексообразования. Предложены конструктивные численные методы анализа основной системы электрогидродинамических уравнений, что дало возможность выявить основные закономерности формирования конвективных течений и теплопереноса в слабопроводящих средах. Проведено аналитическое исследование процессов формирования заряда в неравновесных приэлектродных слоях. Получены новые результаты в теории теплопереноса при инжекционной проводимости жидких диэлектриков c неавтономным уровнем инжекции.
   Ключевые слова: электрогидродинамика, диссоционно-инжекционная модель проводимости, жидкий диэлектрик, неравновесность, диссоциация-рекомбинация, численные методы, теплоперенос, электроконвекция.

Tropina A.A. The influence of electric field on the processes of charge formation, convection and heat transfer in the poorly conducting liquids.- Manuscript.

Ph.D. dissertation thesis (speciality 01.02.05— mechanics of fluid, gas and plasma).— Kharkiv State University, Kharkiv, 1999.

   The dissertation contains the results of theoretical investigations of electrohydrodynamic convection and heat transfer in the non-uniform electric fields on the basis of more precise theory of processes of electrification and charge formation in the poorly conducting liquids. Taking into account the processes of complex ions formation the theory of dissociation-injection conductivity of liquid dielectrics have obtained the further development. For the description of poorly conducting liquid the model of multi-component medium has been used. It has been supposed that the medium consists of ion pairs A+B-; positive and negative ions A+,B- (which appearance is connected with dissociation-recombination processes in the liquid volume); ion associates A+B-A+, B-A+B- (which are formed in accordance with Fuoss and Kraus model) and ions X- which are injected from the cathode surface. The analytical investigation of near cathode region of local non-equilibrium of dissociation-recombination reactions has been carried out in the approximation of plane condenser for the case of linear injection law. The charge formation processes in a strong electric field have been also investigated when the volume charge appearance is connected with dissociation intensification in an electric field.
   It has been shown that in the local non-equilibrium region homocharge or he-terocharge is formed depending on the relation between injection rate and dissociation-recombination reaction rate. In the case of some restriction on the injection parameter in the non-equilibrium layer the bipolar distribution is formed (heterocharge is situated near the electrode). It is noted that bipolar structures with homocharge are not formed in such systems. This effect can cause the electroconvection extinction in the dielectric liquids with increased impurity concentration. It has been also found that for the case of dissociation conductivity of liquid dielectrics the complex ions formation leads to the charge density on the electrode (undergoing the sharp leap) becomes proportional to N03/2 (if we assume no complex ions are present the charge density is proportional to N01/2, N0 is the impurity concentration in the equilibrium state).
   The stationary electrohydrodynamic (EHD) flows have been investigated on the basis of three-ions model of conductivity. The constructive numerical methods of analysis of EHD-equations have been proposed, that has given an opportunity to reveal the main regularities of convection flow formation in the poorly conducting liquid. Numerical investigations have been performed for two cases: for liquid with unipolar injection conductivity and for one with dissociation-injection conductivity. Numerical results were compared with experimental data concerning EHD-convection of isooctane’s solutions with different impurities (such as a –leucine, butanol, tetraidobromoethylene) and for transformer oil with iodine. The analysis of experimental current density j-voltage characteristics was carried out to determine the injection coefficients.
   It has been shown that the forming EHD-flow pattern depends on the impurity concentration level. For low impurity conductivity the flow pattern is the one-vortex flow directed from the cathode (as for case of unipolar injection conductivity). After increasing the impurity conductivity the two-vortex flow is formed, the dimensions of formed vortex are increased with injection ions mobility decreasing. Further decreasing of injection ions mobility causes the formation of EHD-flow directed towards the electrode.
   It is noted that for the case of low impurity conductivity neither voltage increase nor varying of mobilities don’t influence on the flow direction only velocity values change reaching maximum for liquids with unipolar injection conductivity. It has been found that experimentally observed velocity dependence on cathode diameter is conditioned by the non-autonomous level of injection, when the concentration of injection ions on the electrode is proportional to the electric field intensity. It has been obtained that the calculated average velocity dependence on voltage is in a good quantitative agreement with experimental data for different dielectric liquids. This fact confirms the fulfilment of linear injection law in the poorly conducting liquids.
   The influence of an electric field on the heat transfer has been investigated in the approximation of boundary layer. It has been supposed that the surface charge formation is the main reason causing the appearance of electroconvection flows in liquid dielectrics. Analysis of boundary layer EHD-equations has been performed by Lee’s group method for the case of non-autonomous level of injection. It has been found that for the flow of liquid in the constricting channel the automodel variables are defined by some linear group. Numerical analysis of obtained system of ordinary differential equations has been shown that the increase of applied voltage causes the appearance of bend point on the velocity profiles. So the influence of Coulomb forces reduces to the turn of the flow in the opposite direction. After further increasing of voltage U the boundary layer is torn off the wall.
   The electroconvection heat transfer in the liquid between plane and cylindrical electrodes has been investigated. The analytical method for heat flux calculation in the temperature boundary layer near electrodes has been proposed. The stream function which is used in the analytical expression for temperature is expanded in a power series of generalised co-ordinate. The coefficients of this expansion were found by the least squares method on the basis of numerical solution of basic EHD-equations. It has been obtained that for the case of unipolar injection conductivity of liquid dielectrics (when the electroconvection velocity is maximum) the heat flux increases with applied voltage. The form of obtained dependence is often observed in experiments. This fact demonstrates the main role of electroconvection in the heat transfer intensification processes in the poorly conducting liquids. It has been also found that for the case of dissociation-injection conductivity the heat flux decreases with voltage increasing (at weak electric fields). It has been shown that this effect takes place only for liquids with low impurity conductivity and small injection ion mobility, when in the boundary layer near cathode the heterocharge is formed and the liquid moves towards the electrode. It is noted that after careful purification of liquid such heat flux suppression can be removed.
   Key words: electrohydrodynamics, dissociation-injection conductivity model, liquid dielectrics, non-equilibrium, dissociation-recombination, numerical methods, heat transfer, electroconvection.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Вплив електричного поля на процеси зарядостворення, конвекції та теплопереносу в слабкопровідних рідинах

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!