Электрогидравлические устройства для очисткии обеззараживания жидкостей и органических субстратов

Стоп-кадр.

Вытеснение.

Наплыв.

Наплывом называется прием, в процессе которого на глазах у зрителей происходит постепенная замена одного изображения другим путем ослабления свечения на экране первого и плавного проявления второго. Длительность наплывов выбирается в зависимости от режиссерских задач (от 0,5 до 2 с). Однако наплыв - это не просто плавный переход от кадра к кадру. С помощью этого приема можно показать также какое-либо превращение, например, лягушки в Василису-прекрасную (если второй кадр снять без изменения крупности фона, ракурса и точки установки камеры) или избушки пушкинского рыбака в боярские хоромы и т.п. Прием может быть использован и с противоположным эффектом, когда неизменным остается герой, а плавно изменяется фон, на котором он находится. С помощью наплыва можно показать и разрыв во времени (как затемнение).

Вытеснение - это выталкивание одного кадра другим, которое осуществляется с помощью так называемых "шторок". Часто режиссеры так и говорят: поставим на стык кадров "шторку". А "шторки" могут быть самые разнообразные: от прямых линий (полос) до сложных геометрических фигур.

Несложный прием, который используется чаще всего для достижения комедийного или магического эффекта. Свое название прием получил, потому что для его осуществления требуется остановка камеры на середине будущего плана, и режиссеру приходится говорить "стоп!" как бы не вовремя. А для зрителя такой кадр после монтажа будет проходить без видимой остановки.

(Слайд 11)

Электрогидравлический эффект обладает мощным комплексным воздействием на жидкость. Электромагнитные поля разрядов, образование плазмы и ее воздействие на последующие процессы, интенсивная ионизация и рекомбинационные процессы ионов в зоне разряда делают воздействие электрогидравлического эффекта на жидкость сходным с процессами радиационной химии и способствуют возникновению в жидкости сложных химических соединений. Хотя импульс тока, вызывающий электрогидравлический эффект, практически униполярен, переход его через нулевое 1 значение и перемена знака напряжения в конце каждого импульса еще более усложняют протекающие при этом химические про­цессы, определяя тот факт, что при электрогидравлическом воздействии на жидкость в ней протекают мощные, носящие импульсный характер и одновременно идущие процессы окисления и восстановления, которыми можно управлять, усиливая или ослаб­ляя каждый из них с помощью способов и приемов, описанных ранее.

Установлено, что если жидкость (воду или другие жидкие при нормальных условиях вещества) подвергать действию электрогид­равлического удара, создаваемого электрическими импульсами длительностью 10⁵—10⁷ мкс при мгновенной мощности импульса в 50—1000 МВт, то структура жидкости изменяется. Например, вода обогащается молекулами талой воды, возникающими обычно при таянии льда, изменяются химическая и биологи­ческая активность жидкости.

Электрогидравлические удары способны вызывать в воде появление активных свободных радикалов, атомарных кислорода и водорода, образование соединений азота и даже простейших аминокислот. Воздух и другие газы, растворенные в воде, способст­вуют осуществлению этих процессов.

В опытах, поставленных в начале 50-х годов, было обнаружено, что микробная флора воды, в первую очередь бактериальная, под действием электрогидравлических ударов интенсивно гибнет. Исходя из того, что электрогидравлический эффект является мощным источником ультразвука (звуковое давление при работе электрогидравлической установки в диапазоне 10—40 кГц на расстоянии 1 м от источника составляет 2*10⁶ Па), можно считать, что ультразвук служит одной из. основных причин, вызывающих интенсивную гибель микроорганизмов.

Использование ЭГЭ при обработке почв (Слайд 12)

В процессе исследований было обнаружено, что при электро-гидравлическом дроблении горных пород и других материалов многие химические элементы и их соединения, входящие в состав этих пород, переходят в воду в виде растворимых соединений в ко¬личествах, достигающих 90—95 % от массового содержания их в исходном материале.

Переход химических элементов и их соединений в водный раствор объясняется тем, что при электрогидравлической обра¬ботке одновременное влияние и сложный механизм всех действую¬щих факторов электрогидравлического эффекта приводят к разры¬ву сорбционных и периферических химических связей и даже к об¬разованию новых соединений. Так, при электрогидравлической обработке угля выделяются более 50 % содержащегося в нем германия и еще 26 элементов в виде различных их соединений [38], а при электрогидравлической обработке гранита — до 90 % урана и еще большее количество различных элементов в виде их соединений, растворенных в воде. При этом чем беднее как руда будет данная горная порода, тем интенсивнее и с меньшими затратами энергии происходит выделение из нее в раствор содержащихся в ней химических элементов. С этой точки зрения все наши почвы являются бедными «рудами», и поэтому выделение в раствор содержащихся в почве элементов должно проходить весьма эффективно. Уже первые опыты по электрогидравлической обработке почвы полностью подтвердили это предположение.

Исследованиям были подвергнуты 14 образцов почв различных климатических зон СССР. Образцы обрабатывались в порционной электрогидравлической дробилке при одинаковом режиме: U = 40 кВ; С = 0,1 мкФ; l=15 мм с одинаковым в каждом опыте соотношением твердой и жидкой фаз. Анализами было установлено, что в результате обработки из почвы в растворимое в воде состояние переходит более 30 химических элементов в виде различных соединений, а всего из 1 т почвы могут быть получены десятки килограммов этих элементов в растворимых соединениях вместо около 250 г при естественном растворении.

Дальнейшие исследования показали, что процесс разложения нерастворимых почвенных солей вызывается комплексным "действием ряда факторов, составляющих электрогидравлический эффект. Так, специфика получения сверхдлинного разряда в воде обусловливает преобладание в зоне разряда анионов ОН~, которые интенсивно переходят в перекись водорода, в свою очередь распадающуюся на Н20 и О, что вызывает энергичное окисление образовавшимся активным атомарным кислородом до этого нерастворимых и труднорастворимых солей почвы.

Таким образом, в условиях электрогидравлической обработки все процессы разрушения сложных почвенных солей, протекающие в естественных условиях чрезвычайно медленно, осуществляются мгновенно. Не менее важно и то, что изменение параметров разряда позволяет сделать эти процессы управляемыми, избирательно влиять на их протекание.

Кроме того, почва является полидисперсной системой, в кото-рой высокодисперсная ее часть играет главную роль в питании растений. Поэтому чем выше процент высокодисперсной части почвы относительно всей ее массы, тем более плодородной оказывается почва. При электрогидравлической обработке происходит измельчение большей части почвы до частиц, имеющих диаметр 0,002 мм. Таким образом, размер образующейся поверхности становится большим, чем даже у наиболее высокодисперсных илистых фракций обычной почвы.

Образовавшиеся высокодисперсные частицы активно взаимно-действуют с соединениями, перешедшим^ в раствор, в силу чего такие процессы, как растворение и сорбция, количественно возрастают.

Опыты показали, что при электрогидравлической обработке воды, взятой из любого водоема, в ней быстро увеличивается число растворимых соединений азота. При очень небольших затратах энергии число растворенных в воде соединений азота может возрасти в 300 и более раз. Вода превращается в азотное удобрение и по существу может в некоторых случаях служить самостоятельным удобрением полей, способным активно выщелачивать из почвы и переводить в растворимое состояние химические элементы, служащие питанием для растений. Чтобы еще более насытить раствор соединениями азота, можно сквозь воду непрерывно продувать воздух под очень небольшим давлением.

Потребности в воде для электрогидравлической обработки полей весьма незначительны —около 10—15 м3 на I га, что составляет всего 5—10 % от нормы затрат воды на дождевание и 2—3 % от нормы вегетационных поливов по бороздам или напуском, а при гнездовой культуре растений расход воды может быть сведен до минимума. Энергетические затраты силовой установки трактора, питающей электрогидравлическую установку, не превышают 30 кВт на 1 га, что определяет и себестоимость внесения удобрений (примерно 10 коп. на 1 га).

Таким образом, электрогидравлическая обработка почвы спо­собствует экономически выгодному переводу в раствор содержа­щихся в почве полей и в воздухе азота, фосфора, микроэлементов, которые в растворимом состоянии легко усваиваются растениями. Тем самым можно резко снизить потребность полей в удобрениях, а зачастую и вовсе обойтись без них.

Проведенные эксперименты и производственные испытания по­зволили разработать ряд электрогидравлических почвообрабаты­вающих устройств для различных систем земледелия.