Pre-breakdown cavitation development in the dielectric fluid in the inhomogeneous, pulsed electric fields
Развитие процесса кавитации перед схлопыванием в жидком диэлектрике, помещенном в неоднородное пульсирующее электрическое поле
Mikhail N. Shneider, Mikhail Pekker
Рассмотрим протекание процесса возникновения кавитационных нанопор в жидком диэлектрике под воздействием электрострикционного стресса в в неоднородном пульсирующем электрическом поле. Покажем, что можно выделить в районе точечного электрода три характерные области. В первой области, где градиент электрического поля максимален, кавитационные нанопоры, образующиеся под действием наносекундного электрического импульса, способны вырасти до размера, при котором электрон, ускоренный полем и находящийся внутри нанопоры, может получить достаточно энергии для возбуждения и ионизации жидкости на стенке поры; таким образом достигается условие для ее схлопывания. Во второй области отрицательное давление, вызванное электрострикцией, достаточно велико для возникновения кавитации (которая регистрируется оптическим способом), но за время воздействия импульса поры не достигают размера, при котором разность потенциалов между их стенками достаточна для ионизации и возбуждения молекул воды. И в третьей области развитие кавитации невозможно по причине недостаточного уровня отрицательного давления: спонтанно образующиеся микропоры не успевают вырасти и схлопываются под действием поверхностного натяжения. В данной статье обсуждается подробная динамика кавитационных пор и их наиболее вероятная форма.