РЕКОНСТРУКЦИЯ ТРЕХМЕРНЫХ СТРУКТУР ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ТЕЧЕНИЙ, ИНДУЦИРОВАННЫХ ГЕОМЕТРИЕЙ ПЛОСКОГО ЛЕЗВИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Метод лазерной анемометрии по изображениям частиц (PIV-метод) возник как мощный инструмент для измерения полей электрогидродинамических (ЭГД) течений. Трехмерная (3D) структура ЭГД-течений, индуцированных некоторым актуатором в геометрии плоского лезвия, реконструируется в данной работе на основе серии измерений параллельных полей вдоль ножевого электрода. Вдоль электрода наблюдается неоднородное распределение интенсивности инжекции и скорости. При использовании набора тонко нарезанных слоев графиков в различных полях зрения в трехмерной декартовой системе координат становится очевидным, что приложенное напряжение, расположение и расстояние между электродами, а также поверхность электродов, как и их краевая неровность, оказывают исключительно сильное воздействие на структуру ЭГД-струй. Данные, полученные в настоящем исследовании, послужат дополнением к полной картине трехмерной структуры струи и могут быть широко использованы для стимулирования выбора подходящих положений вдоль ножевого электрода для исследования плоских профилей.

Об авторах

Z. Yan

College of Information Science and Technology, Donghua University; Logistics Engineering College, Shanghai Maritime University

Email: zlyan@shmtu.edu.cn
China, Shanghai; China, Shanghai

C. Louste

Institut PPRIME, Université de Poitiers, Futuroscope Chasseneuil

Email: christophe.louste@univ-poitiers.fr
France, Futuroscope Chasseneuil

J. Fang

College of Information Science and Technology, Donghua University

Email: jafang@dhu.edu.cn
China, Shanghai

W. Wu

Ningbo Weiji Electronics Co.Ltd

Автор, ответственный за переписку.
Email: wwz@zjweiji.com
China, Ningbo

Список литературы

  1. Vázquez P.A., Talmor M., Seyed-Yagoobi J., Traoré P., Yazdani M. In-depth description of electrohydrodynamic conduction pumping of dielectric liquids: Physical model and regime analysis // Phys. Fluids. 2019. V. 31. № 11. P. 113601–113615.
  2. Vasilkov S.A., Chirkov V.A., Stishkov Yu.K. Electrohydrodynamic flow caused by field-enhanced dissociation solely // Phys. Fluids. 2017. V. 29. № 6. P. 063601–063607.
  3. Ситников А.А., Стишков Ю.К. Трехионная модель ЭГД-течений в системе электродов “провод над плоскостью” // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 2. С. 3–10.
  4. Григорьев А.И., Михеев Г.Е., Ширяева С.О. Электростатическая неустойчивость поверхности объемно заряженной струи диэлектрической жидкости, движущейся относительно материальной среды // Изв. РАН. МЖГ. 2017. № 5. С. 3–14.
  5. Yang L., Talmor M., Shaw B.C., Minchev K.S., Jiang C., Seyed-Yagoobi J. Flow distribution control in meso scale via electrohydrodynamic conduction pumping // IEEE Trans. Ind. Appl. 2017. V. 53. № 2. P. 1431–1438.
  6. Wang Q., Guan Y., Huang J., Wu J. Chaotic electro-convection flow states of a dielectric liquid between two parallel electrodes // Eur. J. Mech. B-fluid. 2021. V. 89. P. 332–348.
  7. John G., Liu P.L.F., Pedersen G.K. PIV and Water Waves. Singapore: World Scientific, 2000.
  8. Daaboul M., Louste C., Romat H. PIV measurements on charged plumes-influence of SiO2 seeding particles on the electrical behavior // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2009. V. 16. № 2. P. 335–342.
  9. Afanasyev S., Lavrenyuk D., Nikolaev P., Stishkov Yu. A semiautomatic method for computer processing of the velocity profile in EHD flows // Surf. Engin. Appl. Electrochem. 2007. V. 43. P. 18–23.
  10. Yan Z., Louste C., Traoré P., Romat H. Velocity and turbulence intensity of an EHD impinging dielectric liquid jet in blade–plane geometry // IEEE Trans. Ind. Appl. 2013. V. 49. № 5. P. 2314–2322.
  11. Wu J., Traoré P., Louste C., Pérez A.T., Vázquez P.A. Heat transfer enhancement by an electrohydrodynamic plume induced by ion injection from a hyperbolic blade, in: IEEE 18th International Conference on Dielectric Liquids. June 30-July 3. 2014. Bled. P. 1–4.
  12. Жакин А.И., Кузько А.Е. Электрогидродинамические течения и теплообмен в системе электродов лезвие-плоскость // Изв. РАН. МЖГ. 2013. № 3. С. 31–42.
  13. Vázquez P.A., Pérez A.T., Castellanos A. Thermal and electrohydrodynamic plumes. A comparative study // Phys. Fluids. 1996. V. 8. № 8. P. 2091–2096.
  14. Deo R., Mi J., Nathan G. The influence of nozzle aspect ratio on plane jets // Exp. Therm. Fluid Sci. 2007. V. 31. P. 825–838.
  15. Sha Y., Zhou Y., Nie D., Wu Z., Deng J. A study on electric conduction of transformer oil // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2014. V. 21. № 3. P. 1061–1069.
  16. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1960.
  17. Yan Z., Louste C., Traoré P., Romat H. Experimental estimation of the electric force induced by a blade-plane actuator in dielectric liquids // J. Electrostat. 2013. V. 71. P. 478–483.
  18. Drosg M. Dealing with Uncertainties: A Guide to Error Analysis. Wien: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007.
  19. Castellanos A. Electrohydrodynamics. New York: Springer-Verlag, 1998.
  20. Bockris J.O.M., Reddy K.N., Gamboa-Aldeco M. Modern Electrochemistry 2A Fundamentals of Electrodics/ Second Ed. New York: Springer, 2000.
  21. Pletcher D. Electrochemistry, Vol. 8: A Review of Chemical Literature. London: Burlington House, 1983.
  22. Bockris J., Conway B., Yeager E. Comprehensive Treatise of Electrochemistry: The Double Layer. New York: Springer, 1980.

© Z. Yan, C. Louste, J. Fang, W. Wu, 2023