Исследование поведения газо-жидкостных сред в сильных электрических полях

Проведен комплекс работ, направленный на расширение фундаментальных представлений о развитии импульсного электрического разряда в двухфазных газожидкостных средах. Создан соответствующий высоковольтный экспериментальный стенд, позволяющий: проводить скоростную фоторегистрацию как собственного свечения разрядного канала, так и в теневом режиме с постоянной подсветкой; регистрировать электрические характеристики разрядного промежутка при работе с импульсами напряжения длительностью вплоть до нескольких миллисекунд и амплитудой до 30 кВ; генерировать микропузырьковую среду и контролировать распределение пузырьков по размерам и в пространстве на основе статистической обработки теневых изображений. Исследовано развитие пробоя в воде с различной электропроводностью и в различных условиях присутствия газовой фазы: в виде микропузырьков, распределенных в объёме жидкости с высокой объемной концентрацией; в виде пузырьков на поверхности электродов; в условиях одновременного присутствия пузырьков в объеме среды и на поверхности электродов. Установлено, что при пробойном напряжении в отсутствие пузырьков разряд развивается по «тепловому» механизму при обеих проводимостях, величина пробойного напряжения выше при меньшей проводимости, характерная скорость «теплового» разрядного канала с анода 5 - 10 м/с; наличие микропузырьков в объеме влияет только на пробой слабопроводящей воды, полное время пробоя сокращается почти на два порядка, а скорость канала увеличивается на три порядка до 1,3 км/с; микропузырьки на поверхности электродов приводят к инициации разрядных каналов с обоих электродов при обеих проводимостях, при большей проводимости преимущественно развивается канал с анода, при меньшей - с катода, скорость катодного канала 60 - 65 м/с значительно выше анодного 5 - 10 м/с, что приводит к уменьшению характерных времен пробоя до 160 мкс; одновременное присутствие микропузырьков на поверхности электродов в межэлектродном объеме приводит к тому, что пробой развивается одинаково при высокой и низкой удельной электропроводности: инициация происходит на обоих электродах, но быстрее прорастает канал с катода, который и приводит к пробою промежутка, общее время пробоя 160 мкс. Результаты исследования опубликованы в рецензируемых изданиях, входящих в список ВАК, а также индексируемых в реферативных базах Web of Science и Scopus.