Если в бочку с водой бросить кирпич, бочка уцелеет. Но если в нее выстрелить из пистолета, вода мгновенно разорвет обручи. Дело в том, что жидкости практически несжимаемы.
Сравнительно медленно падающий кирпич позволяет воде успеть среагировать: уровень жидкости несколько повысится. А вот когда в воду врезается стремительная пуля, вода уже не успевает подняться, в результате резко подскакивает давление, и бочка разваливается.
Нечто похожее произойдет, если в бочку угодит удар молнии. Конечно, такое случается редко. Но вот в озеро или речку «попадания» бывают чаще.
Лев Александрович Юткин в детстве стал свидетелем такого события. То ли потому, что в этом возрасте все воспринимается гораздо ярче, то ли картина была уж очень впечатляющая, только мальчик запомнил на всю жизнь сухой треск электрического разряда и высоко взметнувшиеся буруны воды.
Случайно подсмотренное явление природы заинтересовало его на всю жизнь. Позднее он смоделировал в домашних условиях электрический разряд в жидкости, установил многие его закономерности, окрестил его электрогидравлическим эффектом и придумал, как можно использовать «прирученную молнию» на благо человека.
Лев Александрович Юткин (1911 - 1980)
В 1986-м году году посмертно вышла капитальная монография Л. А. Юткина «Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности». В ней отражены работы замечательного исследователя и изобретателя, несколько десятилетий изучавшего оригинальный способ преобразования электрической энергии в механическую.
Электрогидравлический эффект возникает в жидкости при возбуждении в ней импульсного электрического разряда и характеризуется большими значениями мгновенных токов, мощностей и давлений. По существу и характеру проявления электрогидроимпульсный процесс — это электрический взрыв, способный деформировать различные материалы.
С помощью этого эффекта возникающие в водной среде искровые разряды создают сверхвысокое гидравлическое давление, выражающееся в мгновенном перемещении жидкости и в разрушении находящихся поблизости от зоны разряда объектов, которые даже не нагреваются.
Испольуя его начали проводить дробление и измельчение различных материалов - от хрупких сплавов типа карбида и бумажной макулатуры до горной породы. Так, для дробления 1м3 гранита требуется израсходовать около 0,05 кВт•ч электроэнергии. Это обходится намного дешевле, чем обычные взрывы с применением пороха, тола, аммонита и других веществ.
Затем электрогидравлический эффект нашел применение в подводных буровых работах: с его помощью со скоростью 2-8 см в минуту можно пробурить скважины диаметром от 50 до 100 мм в толще гранита, железной руды, в бетонном массиве.
В итоге оказалось, что электрогидравлический эффект может с пользой освоить и множество других профессий: штамповать и сваривать металлы, очищать детали от окалины и сточные воды от микробов, образовывать эмульсии и выжимать из жидкостей растворенные в них газы, излечивать почечнокаменную болезнь и повышать плодородие почвы...
Безусловно, еще и сегодня мы не знаем всех возможностей этой универсальной технологии, позволяющей решать многие энергетические и экологические проблемы.
Скачать книгу Л. А. Юткина «Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности» можно здесь: Книга в PDF (5,1 мб)
Электрогидравлический эффект (ЭГЭ) — новый промышленный способ преобразования электрической энергии в механическую, совершающийся без посредства промежуточных механических звеньев, с высоким КПД. Сущность этого способа состоит в том, что при осуществлении внутри объема жидкости, находящейся в открытом или закрытом сосуде, специально сформированного импульсного электрического (искрового, кистевого и других форм) разряда вокруг зоны его образования возникают сверхвысокие гидравлические давления, способные совершать полезную механическую работу и сопровождающиеся комплексом физических и химических явлений.
Физическая сущность электрогидравлического эффекта (ЭГЭ) заключается в том, что мощный электрический разряд в жидкости создает очень большое гидравлическое давление, которое способно оказывать существенное силовое воздействие.
Происходит это следующим образом. Электрический ток большой плотности вызывает концентрированное выделение джоулева тепла, что обеспечивает сильное разогревание образующейся плазмы.
Температура газа, не скомпенсированная быстрым теплоотводом, стремительно возрастает, что приводит к быстрому повышению давления в токовом канале, имеющем в начальный промежуток времени небольшое поперечное сечение.
В жидкости возникает цилиндрическая волна сжатия из-за быстрого расширения парогазовой полости под действием внутреннего давления.
Интенсивное выделение энергии в канале может иметь следствием превышение скоростью его расширения значения, соответствующего скорости звука в жидкости, что ведет к превращению импульса сжатия в ударную волну.
Рост объема полости продолжается до тех пор, пока давление в ней не станет меньше давления внешней среды, после чего происходит ее схлопывание.