Искровые разряды между искусственным облаком заряженного водного аэрозоля и землей

Электрические разряды

В лаборатории кафедры ТЭВН МЭИ изучают различные виды электрических разрядов.

Коронный разряд возникает при нормальном давлении в газе, находящемся в сильно неоднородном электрическом поле (например, около остриев или проводов линий высокого напряжения). При коронном разряде ионизация газа и его свечение происходят лишь вблизи коронирующих электродов. В случае коронирования катода (отрицательная корона) электроны, вызывающие ударную ионизацию молекул газа, выбиваются из катода при бомбардировке его положительными ионами. Если коронируют анод (положительная корона), то рождение электронов происходит вследствие фотоионизации газа вблизи анода. Корона – вредное явление, сопровождающееся утечкой тока и потерей электрической энергии. Для уменьшения коронирования увеличивают радиус кривизны проводников, а их поверхность делают, возможно, более гладкой. При достаточно высоком напряжении между электродами коронный разряд переходит в искровой.

При повышенном напряжении коронный разряд на острие приобретает вид исходящих из острия и перемежающихся во времени светлых линий. Эти линии, имеющие ряд изломов и изгибов, образуют подобие кисти, вследствие чего такой разряд называют кистевым.

В лаборатории кафедры ТЭВН МЭИ проводят экспериментальные исследования формирования разряда между искусственным отрицательно заряженным облаком водного аэрозоля и стержнем на заземленной плоскости под облаком. Параметры облака позволяют получать и исследовать весь спектр разрядных явлений, которые могут происходить в естественной грозовой ситуации вплоть до лидерной и главной стадии. Главное внимание уделяется изучению процессов развития разряда в самом облаке заряженного водного аэрозоля.

Исследование проблемы развития разряда в облаках заряженного водного аэрозоля является важным как для более глубокого понимания физики грозы, так и для прогнозирования воздействия молнии на наземные объекты и летательные аппараты.

Экспериментальный исследовательский комплекс со­стоит из аэрозольной камеры объемом около 250м³, генератора заряженного аэрозоля (ГЗА), исследуемой электродной системы и измерительного комплекса. Схе­ма экспериментального исследовательского комплекса показана на рис. 1. Генератор заряженного аэрозоля кон­денсационного типа используется для создания облака заряженного водного аэрозоля над заземленной плос­костью. В генераторе использовано дозвуковое сужива­ющееся сопло с диаметром концевого сечения 6 мм. Сопловое устройство установлено в электростатическом экране и находится на высоте 0.8 м над заземленной плоскостью. Угол наклона оси заряженной аэрозольной струи по отношению к горизонтальной заземленной плос­кости может варьироваться в диапазоне от 0 до 30, а в данных экспериментах был равен 12. Длина струи заряженного аэрозоля могла регулироваться крупно сет­чатым электростатическим экраном, устанавливаемым поперек газодинамического потока. При рабочих давле­ниях в парогенераторе 3-8 атм скорость истечения пара составляет 400—430 м/с.

Дата добавления: 2015-04-24