Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Описаны наблюдаемые изменения интенсивности линии излучения атомарного водорода в спектре плазменных образований, возникающих при схлопывании кавитационных пузырьков в воде высокой степени очистки. Предложена конструктивная схема ячейки для создания кавитации с последующим экологически безопасным методом концентрирования водорода из газовой смеси. Экспериментально установлено влияние материала, из которого изготовлено устройство для создания кавитации, и примесей химических веществ на яркость свечения спектра водорода и скорость его образования. Результаты экспериментов подтверждают возможность безопасной генерации водорода в кавитационных потоках и актуализируют необходимость проведения дальнейших исследований.
кавитация, низкотемпературная плазма, получение водорода.
1. Введение
Эффект возникновения плазменных образований при кавитации в диэлектрических ячейках давно известен [1, 2]. Природа эффекта связана с накоплением заряда статического электричества, появляющегося в результате электризации на границе диэлектриков с различными значениями диэлектрической проницаемости, а также за счет стока заряда при течении диэлектрической жидкости по поверхности проводника.
Электризация сопровождается электрическим пробоем и образованием слабоионизированной плазмы в области кавитанционного парогазового пузырька [3]. Разряды слабоионизированной плазмы способствуют диссоциации молекул воды на такие короткоживущие частицы, как гидроксил-радикала (HO*), гидропероксид-радикала (HO2о), атомарный водород (Н), атомарный кислород (O*), а также O2- и O. В результате их рекомбинации возможно образование молекулярного водорода (H2), пероксида водорода (H2O2) и озона (O3) [4].
Метод кавитации в турбулентных потоках жидкости традиционно исследовался в рамках его применения в процессах безреагентной водоочистки от ионов тяжелых металлов, органических веществ и объектов микробиологии. Однако явление кавитации в сочетании с эффектом возникновения плазменных образований вызывает интерес как экологически безопасный способ концентрирования молекулярного водорода из продуктов разложения воды.
1. Колдомасов А.И. Плазменное образование в кавитирующей диэлектрической жидкости // Журнал технической физики, 1991. – Т. 61, № 2. – С. 188–190.
2. Багров В.В., Десятов А.В., Казанцева Н.Н., Кубышкин А.П. и др. Вода, эффекты и технологии / Под ред. А.В.Десятова. – М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2010. – 488 с.
3. Маргулис М.А., Пильгунов В.Н. О механизме возникновения свечения и электризации при течении жидкостей в узком канале // Журнал физической химии, 2009. – Т. 83, № 10. – С. 1975–1979.
4. Бродский В.А., Кондратьева Е.С., Якушин Р.В. и др. Анализ перспективных физико-химическихметодов обработки и обезвреживания воды, содержащей высокотоксичные
5. химические вещества и микроорганизмы // Химическая промышленность сегодня. – 2013. – №2. С. 52–56.
