Hiệu ứng điện thủy lực Yutkin và ứng dụng của nó

Nếu một viên gạch được ném vào thùng nước, thùng sẽ sống sót. Nhưng nếu bạn bắn cô ấy bằng súng, nước sẽ làm vỡ vòng ngay lập tức. Thực tế là chất lỏng thực tế không thể nén được.

Gạch rơi tương đối chậm cho phép nước phản ứng kịp thời: mức chất lỏng sẽ tăng nhẹ. Nhưng khi một viên đạn nhanh lao xuống nước, nước không có thời gian dâng lên, do đó, áp suất tăng mạnh và nòng súng vỡ ra.

Điều gì đó tương tự sẽ xảy ra nếu bạn đập vào thùng tia chớp… Tất nhiên, điều này hiếm khi xảy ra. Nhưng ở đây trong hồ hoặc sông, "hit" thường xuyên hơn.

Lev Alexandrovich Yutkin đã chứng kiến ​​​​một sự kiện tương tự trong thời thơ ấu của mình. Hoặc là vì ở độ tuổi đó mọi thứ được cảm nhận sáng sủa hơn nhiều, hoặc bức tranh đã rất ấn tượng, chỉ có cậu bé nhớ suốt đời về tiếng lách tách khô khốc khi phóng điện và nước dâng cao.

Một hiện tượng gián điệp tình cờ của thiên nhiên khiến anh quan tâm suốt đời.Sau đó, ông đã mô phỏng sự phóng điện trong chất lỏng tại nhà, thiết lập nhiều quy luật của nó, gọi nó là hiệu ứng điện thủy lực và tìm ra cách sử dụng "tia sét đã được thuần hóa" vì lợi ích của con người.

Lev Alexandrovich Yutkin (1911 - 1980)

Năm 1986, chuyên khảo thủ đô của L.A. Yutkin "Hiệu ứng điện thủy lực và ứng dụng của nó trong công nghiệp" đã được xuất bản sau khi ông qua đời. Nó phản ánh công việc của một nhà nghiên cứu và nhà phát minh đáng chú ý, người đã dành nhiều thập kỷ để nghiên cứu phương pháp ban đầu chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học.

Hiệu ứng điện thủy lực xảy ra trong chất lỏng khi phóng điện xung được kích thích trong đó và được đặc trưng bởi các giá trị cao của dòng điện, công suất và áp suất tức thời. Về bản chất và theo bản chất biểu hiện của nó, quá trình xung điện là một vụ nổ điện có khả năng làm biến dạng các vật liệu khác nhau.

Với sự trợ giúp của hiệu ứng này, các tia lửa điện xảy ra trong môi trường nước tạo ra áp suất thủy lực cực cao, được thể hiện ở chuyển động tức thời của chất lỏng và phá hủy các vật thể gần vùng phóng điện, thậm chí không nóng lên.

Sử dụng nó, họ bắt đầu nghiền và nghiền nhiều loại vật liệu, từ hợp kim giòn như cacbua và giấy vụn cho đến đá. Như vậy để nghiền được 1m3 đá granit phải tiêu tốn khoảng 0,05 kW·h điện năng. Điều này rẻ hơn nhiều so với các vụ nổ thông thường sử dụng thuốc súng, mỡ động vật, amonit và các chất khác.

Sau đó, hiệu ứng điện thủy lực được ứng dụng trong các hoạt động khoan dưới nước: với sự trợ giúp của nó, với tốc độ 2-8 cm mỗi phút, bạn có thể khoan các lỗ có đường kính từ 50 đến 100 mm trên đá granit, quặng sắt, trong khối bê tông dày .

Kết quả là, hiệu ứng điện thủy lực có thể được sử dụng một cách hữu ích bởi nhiều ngành nghề khác: dập và hàn kim loại, làm sạch các bộ phận của cặn và nước thải khỏi vi khuẩn, tạo nhũ tương và ép khí hòa tan trong chất lỏng từ chất lỏng, làm cứng thận đá và tăng độ phì nhiêu của đất...

Tất nhiên, ngay cả ngày nay chúng ta cũng không biết tất cả các khả năng của công nghệ phổ quát này, thứ giúp giải quyết nhiều vấn đề về năng lượng và môi trường.

Bạn có thể download sách "Hiệu ứng điện thủy lực và ứng dụng trong công nghiệp" của L.A. Yutkin tại đây: Sách ở dạng PDF (5,1 MB)

Hiệu ứng điện thủy lực (EGE) là một phương pháp công nghiệp mới để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học, được thực hiện mà không cần sự can thiệp của các kết nối cơ học trung gian, với hiệu suất cao. Bản chất của phương pháp này là khi một xung điện (tia lửa, bàn chải và các dạng khác) được hình thành đặc biệt được thực hiện trong thể tích chất lỏng trong một bình mở hoặc đóng, áp suất thủy lực cực cao của sự hình thành của nó phát sinh xung quanh khu vực có khả năng thực hiện công cơ học hữu ích và kèm theo một loạt các hiện tượng vật lý và hóa học.

— Yutkin L.A.

Bản chất vật lý của hiệu ứng điện thủy lực (EHE) nằm ở chỗ sự phóng điện mạnh trong chất lỏng tạo ra áp suất thủy lực rất lớn, có khả năng gây ra hiệu ứng lực đáng kể.

Điều này xảy ra theo cách sau. Dòng điện mật độ cao gây ra sự giải phóng nhiệt Joule tập trung, giúp làm nóng mạnh plasma thu được.

Nhiệt độ khí, không được bù bằng quá trình loại bỏ nhiệt nhanh chóng, tăng nhanh, dẫn đến áp suất trong kênh dòng chảy có tiết diện nhỏ trong khoảng thời gian ban đầu tăng nhanh.

Một sóng nén hình trụ xảy ra trong chất lỏng do sự giãn nở nhanh chóng của khoang hơi-khí dưới tác động của áp suất bên trong.

Sự giải phóng năng lượng mạnh mẽ trong kênh có thể dẫn đến tốc độ mở rộng của nó vượt quá giá trị tương ứng với tốc độ âm thanh trong chất lỏng, dẫn đến sự biến đổi của xung nén thành sóng xung kích.

Sự gia tăng thể tích của khoang tiếp tục cho đến khi áp suất trong nó nhỏ hơn áp suất của môi trường bên ngoài, sau đó nó sụp đổ.