Технологии на основе электрогидравлического эффекта относятся к энергосберегающим и экологически чистым. Спектр их применения чрезвычайно широк – например, их можно использовать для измельчения алмазосодержащих пород без разрушения алмазов. Статья об этом опубликована в индексируемом Scopus журнале «Обогащение руд». 

Мы побеседовали с одним из авторов статьи, профессором кафедры наземных транспортно-технологических машин СПбГАСУ, д. т. н. Виктором Добромировым.

– Явление электрогидравлического эффекта известно достаточно давно. Обстоятельным изучением физической сущности этого явления длительное время занимался известный советский учёный Лев Александрович Юткин. Обобщённые результаты его исследований нашли отражение в монографии «Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности», в 1986 году вышедшей в Ленинградском отделении издательства «Машиностроение». Сущность этого эффекта заключается в избирательном разрушающем воздействии ударной волны, образующейся при мощном электрическом разряде в жидкой среде. Под её воздействием одни компоненты сложной субстанции, помещённой или растворённой в жидкостной среде, разрушаются, а другие остаются неповреждёнными. Избирательность воздействия достигается подбором режима обработки – напряжением электрического разряда, ёмкостью электроимпульсного накопителя, расстоянием между электродами и количеством поданных в среду импульсов.

– Виктор Николаевич, а почему пристальный интерес учёных к этим технологиям возник только сейчас?

– Промышленные технологии на основе электрогидравлического эффекта долгое время оставались невостребованными и незаслуженно забытыми в силу того, что их идея опередила время. Уровень развития техники и технологий даже 70-80-х годов прошлого века не обеспечивал их практической реализации. Сегодня ситуация в этом плане кардинально изменилась, и за такой технологией просматривается большое будущее. Это подтверждается активным интересом к нашей работе специалистов самых различных научно-технических областей и сфер практической деятельности.

– Чем данная тематика заинтересовала вас?

– Заняться изучением этого явления меня побудила необходимость решить вопрос с обеззараживанием воды, поступающей в систему оборотного водоснабжения из сборочных ёмкостей автомобильных моек после её очистки от механических примесей. Предположение о возможности практически полного уничтожения в такой воде микроорганизмов в результате действия электрогидравлического эффекта подтвердилось в ходе совместных экспериментальных исследований, выполненных на специальном оборудовании в научно-производственной фирме «ЭлектроГидроДинамика». По их результатам я и мои коллеги, кандидат технических наук, доцент Николай Васильевич Мартынов и кандидат технических наук Дмитрий Витальевич Аврамов, опубликовали две статьи в журнале «Вода и экология: проблемы и решения» (первый и второй выпуски за 2019 год). Журнал индексируется в международной базе научного цитирования Scopus.

– Каким образом проводились ваши исследования?

– Теория данного вопроса достаточно сложна и малоизучена, поэтому исследования проводились экспериментальными методами. Под каждую задачу дорабатывалась конструкция опытных установок, подбирались наиболее эффективные режимы их функционирования, оценивались энергозатраты и экологичность процессов. Исследования ведутся на лабораторно-испытательной базе НПФ «ЭлектроГидроДинамика». Планирование экспериментов, программы и методики их проведения, обобщение и осмысление результатов проводятся нами совместно со специалистами этой профильной организации, занимающейся данной проблематикой более пяти лет. Сотрудники нашей кафедры подключились к работе три года назад и продолжают её по настоящее время.

– К каким выводам вы пришли?

– Результаты исследований навели на мысль о возможности использования подобных электрогидравлических установок для целевого обеззараживания водоёмов, в которых выращивают мальков рыбы, что представляет интерес для специалистов и предпринимателей данного профиля. Нас же, как специалистов строительной отрасли, больше интересовали вопросы использования электрогидравлического эффекта в нашей сфере. Поэтому мы провели совместные исследования по направлениям утилизации железобетонных изделий путем их электрогидравлического разрушения, дробления щебня до требуемой фракционности, очистки от примесей песка, который после обработки оказался пригоден даже для изготовления оптических линз.

Но наибольший интерес представляют исследования в области обогащения руд полезных ископаемых. Способ показал свою высокую эффективность для обогащения руд редкоземельных минералов, извлечения драгоценных металлов из глинистой породы коры выветривания, кристаллов алмазов из кимберлита, янтаря из глинисто-песчаной породы. В настоящее время НПФ «ЭлектроГидроДинамика» ведёт переговоры с заинтересованными организациями о производстве промышленных установок для реализации таких технологий. Результаты этих исследований опубликованы нами в 2018–2020 годах в международных журналах, индексируемых в базе Scopus, и в отечественных профильных журналах, таких как «Обогащение руд» и «Золотодобыча».

– А какое значение эти исследования имеют для области наземных транспортно-технологических машин?

– Использование электрогидравлических установок перспективно для утилизации отдельных компонентов НТТМ, избирательное разрушение которых сегодня проблематично по причине высокой сложности и стоимости. Это касается, в частности, утилизации автомобильного триплекс-стекла, компонентов электронных автомобильных систем. Утилизация последних предлагаемым новым способом обеспечивает сохранность при их разрушении элементов, изготовленных из драгоценных металлов. Результаты исследований по этому направлению в 2019–2020 годах были доложены на двух международных конференциях и опубликованы в научно-технических журналах «Сельскохозяйственные машины и технологии» (том 13, номер 2 за 2019 год) и «Автомобильная промышленность» (номер 8 за 2019 год). Данной темой в части усовершенствования конструкции гидравлических установок занимается профессор кафедры НТТМ, доктор технических наук Сергей Васильевич Репин. С ним уже второй год работает Вячеслав Барсуков, на сегодняшний день студент выпускного курса.

– Поделитесь, пожалуйста, своими дальнейшими планами.

– Основная задача в развитии этого направления – переход от опытных работ на лабораторном оборудовании к созданию промышленных образцов электрогидравлических установок. Для этого активно ищем заказчиков и инвесторов. Параллельно в НПФ «ЭлектроГидроДинамика» идёт опытно-конструкторская работа по освоению промышленного производства установок. Следующий этап – их натурные испытания в реальных условиях применения. Это крайне интересная завершающая стадия, и мы также планируем принять в ней участие.

Но это не единственное, а лишь одно из многих направлений научной деятельности кафедры НТТМ. Сегодня наши усилия сосредоточены на совершенствовании конструкции и системы эксплуатации наземных транспортно-технологических машин, оптимизации состава их парков для решения различных функциональных задач. Большое внимание уделяется повышению безопасности дорожного движения и совершенствованию методологии расследования дорожно-транспортных происшествий. Эти работы ведутся в том числе в рамках разработки кандидатских и докторских диссертаций наших сотрудников.