Все выпуски

[ Switch to English ]

Развитие неустойчивости границы раздела «вода – масло» в вертикальном электрическом поле

Долуденко А.Н., Куликов Ю.М., Панов В.А., Савельев А.С., Терешонок Д.В.
 pdf (3691K)

Наличие контактной границы между водой и маслом сильно снижает электрическую прочность масляной фазы. Присутствие электрического поля приводит к различной степени поляризации на границе раздела и появлению силы, действующей на жидкость с большей диэлектрической проницаемостью (вода) в направлении жидкости с меньшей диэлектрической проницаемостью (масло), что приводит к развитию неустойчивости контактной поверхности. Неустойчивость в результате своего развития приводит к вытягиванию струйки воды в толщу масла и нарушению изоляционного промежутка.

В настоящей работе экспериментально и численно исследуется электрогидродинамическая неустойчивость на границе фаз «электропроводящая вода – трансформаторное масло» в сильно неоднородном электрическом поле, направленном перпендикулярно контактной границе. Представлены результаты натурного и численного эксперимента по исследованию развития электрогидродинамической неустойчивости в сильном электрическом поле на границе раздела воды и трансформаторного масла, приводящей к деформации этой границы жидкостей. Система состоит из шарообразного электрода радиусом 3,5 мм, помещенного в воду проводимостью 5 мкСм/см, и тонкого электрода-лезвия толщиной 0,1 мм, помещенного в трансформаторное масло марки ГК. Контактная граница проходит на одинаковом расстоянии от ближайших точек электродов, равном 3 мм. В работе показано, что при некоторой напряженности электрического поля происходит рост конусообразной структуры воды в сторону электрода, погруженного в трансформаторное масло. Численно получено соответствие как формы образующейся водной структуры (конуса) в течение всего времени роста, так и размера, отсчитываемого от ее вершины до уровня начальной контактной границы разделения фаз. Исследована динамика роста данной структуры. И в численном расчете, и в эксперименте обнаружено, что размер образующегося конуса вдоль линии соединения электродов линейно зависит от времени.

Ключевые слова: конус Тейлора, схема МакКормака, слабосжимаемые жидкости, диэлектрическая проницаемость
Цитата: Долуденко А.Н., Куликов Ю.М., Панов В.А., Савельев А.С., Терешонок Д.В. Развитие неустойчивости границы раздела «вода – масло» в вертикальном электрическом поле // Компьютерные исследования и моделирование, 2024, т. 16, № 3, с. 633-645
Citation in English: Doludenko A.N., Kulikov Y.M., Panov V.A., Saveliev A.S., Tereshonok D.V. Development of the water – oil interface instability in a vertical electric field // Computer Research and Modeling, 2024, vol. 16, no. 3, pp. 633-645
DOI: 10.20537/2076-7633-2024-16-3-633-645
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3484/
Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований