свободного пробега
λ
от 0 до
eEτ/m
e
, где
τ
— время между соударе-
ниями электронов. Таким образом, характерное время для возникно-
вения электрического пробоя [13] равно
τ
пр
∼
10
τ
≈
10
2
m
e
λ
eE
кр
.
При
λ
= 10
−
7
м и
E
кр
= 3
·
10
6
В
·
м
−
1
получим
τ
пр
∼
10
−
11
с . Со-
гласно формуле (13), при уменьшении электропроводности
λ
0
умень-
шается заряд
Q
и время релаксации заряда вследствие возрастания
тока проводимости. Характерное время электрического пробоя оказы-
вается значительно меньше времени релаксации заряда в результате
электропроводности даже при малом удельном сопротивлении жидко-
сти. Поэтому электропроводность может вызывать релаксацию заряда
Q
только в случае, если электрический пробой по какой-либо причине
не произойдет. Полученный результат (формулы (11), (12)) позволя-
ет понять причину образования и оценить величину локальных элек-
трических зарядов в жидкости, даже без возникновения кавитации,
электрических пробоев и свечения.
Нормальнуюнапряженность
электрического поля непосредствен-
но вблизи стенки проходного отверстия можно рассчитать по формуле
(12) — получим
Е
n
= 1
,
5
·
10
7
В
·
м
−
1
. Это значение меньше крити-
ческой напряженности для использованного в наших экспериментах
трансформаторного масла (
Е
кр
= 2
,
5
·
10
7
В
·
м
−
1
)
. Развивающаяся вну-
три канала напряженность электрического поля, создаваемая высоко-
скоростным потоком жидкости при указанных параметрах, не может
обеспечить пробой однородной жидкости. Однако при возникновении
кавитации возможен пробой “слабых” участков жидкости — кавитаци-
онных пузырьков, большое число которых образуется в минеральном
масле. При создании кавитации в проходном сечении дросселя обра-
зуются микропузырьки, заполненные паровоздушной смесью [1], и
их пробивная напряженность
E
кр
значительно ниже, чем критическая
напряженность для чистого трансформаторного масла.
Критическая напряженность
электрического поля в парогазовом
кавитационном пузырьке
E
кр
зависит от природы газа, давления в
пузырьке
p
=
p
g
+
p
v
, температуры в газовой фазе
T
г
, влажности
δ
0
(или
p
s
)
и т.д. Согласно общим соотношениям [11, 14], эту зависимость
можно выразить формулой
E
кр
=
E
0
кр
(
p/p
н
)
m
(
T
г
/T
н
)
n
K
δ
,
(13)
где
p
g
и
p
v
— парциальные давления газа и паров жидкости.
В рассматриваемых условиях
K
δ
∼
0
,
9
; коэффициенты
m
=
n
= 1
,
E
0
кр
соответствует “нормальным” условиям проведения эксперимента:
76
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2010. № 1
