Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Сидельковская Ф.П. "Химия N-вннилпирролидона и его полимеров" ()

Райт П. "Полиуретановые эластомеры" (Высокомолекулярная химия)

Сеидов Н.М. "Новые синтетические каучуки на основе этилена и олефинов" (Высокомолекулярная химия)

Поляков А.В "Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза" (Высокомолекулярная химия)

Попова Л.А. "Производство карбамидного утеплителя заливочного типа" (Высокомолекулярная химия)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Физическая химия -> Велихов Е.П. -> "Физические явления в газоразрядной плазме" -> 10

Физические явления в газоразрядной плазме - Велихов Е.П.

Велихов Е.П., Ковалёв А.С., Рахимов А.Т. Физические явления в газоразрядной плазме — М.: Наука, 1987. — 160 c.
Скачать (прямая ссылка): fizyavleniyavgazovoyplazme1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 55 >> Следующая


Дуговой разряд—это разряд, плазма которого равновесна и сильноионизовапа. Температура плазмы таких разрядов может меняться в широких пределах, существенно превышая 1 эВ. В области температур порядка 1 эВ плазму называют низкотемпературной. Плазма дуговых разрядов с температурой эВ называется высокотемпературной.

Ниже мы основное внимание уделим тлеющему газовому разряду, в основном вопросам его устойчивости и пространственной однородности.

§2.1. Диффузионный режим горения

тлеющего разряда в трубках

Стационарный тлеющий разряд в трубках устанавливается вследствие ионизации газовой среды под действием постоянного электрического поля. При этом основной областью разряда является положительный столб. Эта об-лась разряда однородна вдоль оси трубки. В радиальном же направлении плазма конечно неоднородна вследствие диф-' узии заряженных частиц, а также из-за того, что отвод епла из объема осуществляется через стенки трубки.

Рассмотрим свойства плазмы в положительном столбе леющего разряда для случая, когда средняя длина свобод-ого пробега электронов мала по сравнению с радиусом* рубки {кер<^Д), а концентрация заряженных частиц дос-аточно большая, так что плазму можно считать.квазинейт-альной (дебаевский радиус мал по сравнению с радиусом рубки). Будем считать также, что газ — неэлектроотри-ательный и в плазме присутствует только один тип поло-ительных ионов.

В этом случае радиальное распределение плотности лектронов в положительном столбе газового разряда

возникающий, как мы видели в предыдущей главе, из условий замы-ания тока иа катоде.

27 /іе (г) дается решением уравнения баланса для электроно

+ • (2

Здесь первое слагаемое описывает диффузию электроно на стенки разрядной трубки (Da — коэффициент амбип лярной диффузии), второе слагаемое соответствует ионн зации атомов или молекул при их соударениях с электро нами (Vi — частота подобных соударений), последнее ела гаемое отражает исчезновение электронов из области ра ряда в результате объемных процессов (?r — коэффицие электрон-ионной рекомбинации). Обычно в качестве грани ных условий для уравнения (2.1) используются соотношени

~пе(0) = пе (R) = 0.

Первое условие соответствует цилиндрической симметри разряда, второе — нейтрализации заряда на стенка трубки.

Рассмотрим характер решения уравнения (2.1) в ра личных предельных случаях. Когда рекомбинация зар женных частиц в объеме плазмы несущественна, а парам ры Vi и Da постоянны по сечению разрядной трубки, реш нием уравнения (2.1) является бесселева функция нулево порядка с действительным аргументом:

п. (Г) = Ie(O)J0 [г (VtIDaYf*]. (2

Как известно, J0 (у) — осциллирующая функция аргуме та у с переменным периодом. Так как концентрация эле ронов — величина, естественно, всюду в плазме поло тельная и обращающаяся в нуль на стенках трубки, необходимо, чтобы первое обращение бесселевой функц (2.2) в нуль происходило при r=R. Первым корнем бес левой функции является значение аргумента у=2,4 Поэтому решение (2.2) будет отвечать физически разумн ситуации и удовлетворять граничному условию ne(R) только если выполнится соотношение

R(VtIDe)W = 2,405. • (2

Тогда решение (2.2) преобразуется к виду пе(г) = пе (0) (2,405л//?).

Это — радиальное распределение концентрации электро в положительном столбе разряда, горящего в диффузион режиме, т. е. в режиме, когда преобладающим кана

28 ухбда электронов из плазмы является их диффузия на стенки трубки.

Условие (2.3), называемое условием Шоттки, означает, что в стационарном положительном столбе разряда, горящего в диффузионном режиме, напряженность электрического поля, которое может быть приложено к газоразрядной трубке, заполненной каким-либо газом, не зависит от концентрации электронов и, следовательно, от разрядного тока.

Обратим теперь внимание па следующее обстоятельство. Радиальное распределение электронов в диффузионном положительном столбе тлеющего разряда, описываемое бесселевой функцией (2.2), получено в предположении постоянства частоты ионизации Vi и коэффициента амбиполярной диффузии Da. На самом деле эти величины, и в первую очередь частота ионизации v;, могут сильно изменяться внутри плазмы вдоль радиуса трубки. Причиной такого изменения может быть перепад температуры газа, соответ--твенно (из-за постоянства давления) увеличение плотности аза по мере удаления от оси разряда, уменьшение парамет-& ElN и, как следствие, значительное уменьшение величині V; (см., например, выражение для зависимости W(EIN) § 1-І)-

Причиной радиального изменения Vi и D11 может быть акже изменение вдоль радиуса трубки функции распре-еления электронов по энергиям, а также появление сту-енчатой ионизации накапливающихся в плазме частиц более низким, чем у изначально присутствующих в объеме томов и молекул, потенциалом ионизации. Распределение тих частиц может иметь также диффузионный, а значит, ространственно неоднородный характер.

Однако примечательно, что в диффузионном режиме го-ения тлеющего разряда даже резкая пространственная не-днородность частоты ионизации и коэффициента диффузии лабо сказывается на отклонении радиального распределен ия электронов от бесселёвой функции. Это обстоятельство стественно объясняется тем, что при диффузном механизме счезновения электронов из области разряда характерным азмером изменения концентрации электронов является адиус^ трубки. Проиллюстрируем сказанное на примере ростой модели, аппроксимировав величину Vi ступенчатой ависимостью от радиуса:
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 55 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама