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" -> 35

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 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 55 >> Следующая


В заключение следует сказать, что многие физические процессы, например прямая и ступенчатая ионизация в усиленном поле у головки канала, заселение и релаксация колебательных уровней молекул, ассоциативная ионизация и т. д., могут существенным образом повлиять на процесс ионизации плазмы у головки проводящего канала. Поэтому достаточно общее выражение (4.59) для скорости распространения канала носит оценочный характер. В последующих параграфах мы оценим возможное влияние некоторых физических процессов на скорость распространения проводящего канала в плазме разряда.

4.4.2. Особенности распространения токопроводящего канала в плазме несамостоятельного разряда в молекулярном газе. В предыдущем разделе исследовался механизм распространения проводящего канала в случае быстрой релаксации в тепло вводимой в плазму энергии. В несамостоятельном разряде в молекулярных газах основная часть энергии электрического тока преобразуется в колебательную энергию молекул. Нагрев же газа осуществляется в основном за счет более медленного процесса релаксации в тепло запасенной энергии. Заселение колебательных уровней молекул может привести также к появлению дополнительного источника ионизации в плазме, например, заі счет ассоциативной ионизации. Поэтому исследование процесса распространения проводящего канала в случае несамостоятельного разряда в молекулярном газе необходимо вести с учетом кинетики заселения колебательных .уровней молекул.

Как и в предыдущем разделе, будем полагать развивающийся канал идеально проводящим цилиндром длины L, заканчивающимся полусферической головкой радиуса Rh. Тогда напряженность поля вблизи головки канала Eh^ где E0 — напряженность электрического поля в положительном столбе, I=IZRh — электростатический коэффициент усиления поля. Уравнения для температуры газа

101 и запасенной колебательной энергии молекулы вблизи головки запишутся в виде

^N% = ( 1~8)/а?л + т_^( (4.61)

N^ = bihEh-4-M7?y (4.62)

где N — концентрация газа; у —• показатель его адиабаты; S — доля электрической энергии, идущая в колебательные степени свободы; Tv, т — время V, Т-релаксации. Известно, что время V, T-релаксации уменьшается с ростом температуры газа и колебательной энергии молекулы. С целью получить аналитическое решение уравнений (4.61) и (4.62) аппроксимируем зависимость тУі т от T исследующей формулой, хорошо описывающей результаты численных исследований [14!:

г = 4. г (т°)а ( 1 -Ьулт ФУ • (4-63)

Здесь а^>1, 6Vi т<0,3, Го^ЗОО. К, Со — энергия колебательного кванта.

Распространение проводящего канала в однородной плазме можно представить себе следующим образом. Перед головкой канала происходит интенсивное накопление энергии в колебательных степенях свободы молекул, при этом температура газа растет лишь за счет небольшой доли энергии (1—б), идущей сразу в поступательные и вращательные степени свободы молекул. Однако при достижении некоторой температуры Т* либо энергии колебаний С* нагрев газа за счет релаксации накопленной колебательной энергии превышает непосредственный нагрев электрическим током. После этого происходит быстрый переход в тепло накопленной колебательной энергии — развивается релаксационная неустойчивость, рассмотренная нами в § 3.5. В результате формируется узкий переходный слой, на толщине которого температура газа возрастает до такого значения, при котором либо параметр EIN соответствует режиму самостоятельного горения разряда, либо начинается термическая ионизация газа. Можно считать, что поверхность iT=T* либо C=C* образует передний фронт головки канала, движущийся в газе со скоростью

V=RhIt*. (4.64)

Здесь t* — время достижения газом температуры Т* либо энергии колебаний молекул С*.

102 Рассмотрим вначале случай, когда ускорение процесса V, T-релаксации происходит за счет роста температуры газа. При этом для упрощения выкладок будем считать, что Tv, т от t§ не зависит. В этом случае температуру Т* можно оценить из условия, что при T=T* скорость ввода энергии в поступательные и вращательные степени свободы молекул (т. е. в тепло) должна быть равна скорости релаксации колебательной энергии в тепло. Из (4.61) получим

XvNf{n=(\-b)jhEh, (4.65)

где<?*=(? (/*). Считая, что перед головкой канала в области несамостоятельного разряда проводимость газа постоянна и, значит, jh—\ja (/о — плотность тока несамостоятельного разряда), а также пренебрегая влиянием процессов V, "Г-ре-лаксации при Т<.Т*, из (4.61), (4.62) имеем

=T^e rOTM^""1) ' ^ = ^.^^-,(4.66)

где

_L = v~* и_Ь) /о?°

т Y P '

р — давление газа. Из (4.65) с учетом (4.66) получим

.«г)

Рассмотрим решение уравнения (4.67), когда Iyi г^>т. Противоположный случай рассмотрен в предыдущем параграфе. Из (4.64), (4.66) и (4.67) получим выражения для времени t* и скорости распространения канала v:

а V S т )> (4.68)

Сравнивая выражение для скорости канала (4.68) с выражением (4.59), полученным для случая быстрой релаксации энергии электрического тока в тепло, видим, что в (4.68) появились зависимости скорости канала от доли энергии электрического тока, идущей непосредственно в тепло, и от показателя а, определяющего время релаксации колебательной энергии молекул как функцию температуры газа.
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 55 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама