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" -> 44

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 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 55 >> Следующая


128 с периодом изменения поля, из (5.25) получим

п

где <v'>="Hv'(f sinwOd

о

Здесь E0 — амплитуда переменного электрического поля. Аппроксимируя частоту ионизации формулой

V, (EfN) = AN exp (-BNfE)

и считая, что BNlE0^l, можно записать выражение для усредненной частоты ионизации в виде

l? (BNfE0)V*

Отсюда для амплитуды плотности тока разряда получим

' ?, (BNfE0)1/2 0 V ;

Как видно, амплитудное значение плотности тока по сравнению с разрядом постоянного тока при напряженности электрического поля, равной E0, уменьшилось в (BNfE0)^2 раз. Это связано с тем, что ионизация газа происходит в течение малой части периода изменения поля.

Из того факта, что для поддержания той же скорости выделения энергии, что и в разряде постоянного тока, требуется большая напряженность электрического поля, следует, что разряд переменного тока должен быть более устойчив.

Действительно, рассмотрим, например, развитие пере-гревно-ионизационной неустойчивости в разряде переменного тока. Так же как и в разряде постоянного тока, выражение для инкремента нарастания перегревно-ионизацион-ной неустойчивости имеет вид (см. (3.16))

1 _у- 1 UE0 a (Inq) ,C9r.

т - у 2р д (InN)'

Как видно, при заданной скорости выделения энергии, определяемой величиной j0Ej2, инкремент-неустойчивости-

1 dung) ^BN

X ~ д (In N) ^ E0 '

Найдем амплитудное значение напряженности электрического поля E0, обеспечивающее ту же скорость выделения энергии, что и в разряде постоянного тока, из равенства

CfE2 = j0Ej2 = аЕЦ2.

5 Е. П. Велихов н др. 129 Здесь E — напряженность электрического поля в разряде постоянного тока, ст=e\ke\il$r, а определяется из (5.26). В результате получим

Оценки показывают, что амплитуда поля E0 превышает примерно на 20 % напряженность поля в разряде постоянного тока при одинаковом уровне энерговыделения. Соответственно на столько же можно, перейдя от разряда постоянного тока к переменному, повысить объемный энерговклад в плазму. Физика явления состоит в том, что неустойчивость развивается тем быстрее, чем быстрее с уменьшением плотности газа растет усредненная по периоду частота его ионизации, а чем больше напряженность электрического поля, тем медленнее с уменьшением плотности газа растет частота его ионизации.

§ 5.6. Комбинированный разряд

и его устойчивость

Следующим шагом в повышении устойчивости газового разряда после использования разряда переменного тока является создание так называемого комбинированного разряда. В этом случае к электродам разрядной камеры прикладывается постоянное напряжение, которое существенно ниже напряжения горения разряда, а ионизация газа осуществляется короткими высоковольтными импульсами напряжения, прикладываемыми к тем же электродам. Как следует из (5.27), инкремент неустойчивости разряда переменного тока не зависит от частоты изменения поля. Это связано с тем, что отношение времени, в течение которого идет ионизация газа, к периоду изменения поля не зависит от частоты изменения поля. В случае же ионизации газа импульсами напряжения отношение времени, в течение которого идет ионизация газа, к периоду следования импульсов можно существенно уменьшить. Это приведет к увеличению напряженности электрического поля в импульсе и тем самым к усилению устойчивости разряда при заданном уровне энерговыделения.

Отметим, что комбинированный разряд характеризуется двумя величинами: Es — напряженностью постоянного электрического поля, приложенного к плазме, и Ep — напряженностью импульсного электрического поля, прикладываемого на время Tp, с периодом следования импульсов Т.

E0 E

(5.28)

130 Усредняя (5.25) по периоду следования импульсов с условием, что концентрация электронов за период меняется мало, для эффективной частоты ионизации получим

<v,> = Vt(Ep)XpIT. (5.29)

Выражение для плотности тока комбинированного разряда приобретает вид

/ = (Ч^І (Ep) *рФгТ) Es - ст'Es. (5.30)

Соответственно для инкремента перегревной неустойчивости в комбинированном разряде имеем

j__у — 1 Q1E2S д (In о') _ у — 1 о'El BN ^qn

т у р д (In N)" у р Ep' ^ ^

Найдем величину Ev, обеспечивающую ту же скорость выделения энергии, что и в разряде постоянного тока, из уравнения

аЕ" = а' Е\.

Получим, что поле E в разряде постоянного тока и Ep в ионизирующем импульсе при одинаковой скорости выделения энергии связаны соотношением

Н'-^ШТ- <532>

Заметим, что для того чтобы концентрация электронов на протяжении периода следования импульсов ионизации менялось мало (Дл/л<1), необходимо выполнение условия

При соотношении параметров, например, 77тр = Ю0, EIEs-=5, из (5.32) получим EpIE=5. Таким образом, инкремент развития перегревной неустойчивости в комбинированном разряде при указанном соотношении параметров в пять раз меньше, чем в разряде постоянного тока при одинаковой скорости выделения энергии. •

Из (5.31) и (5.32) следует, что в пределе, когда длительность импульса ионизации стремится к-нулю, инкремент развития неустойчивости тоже стремится к нулю. Но в этом случае инкремент развития неустойчивости будет определяться теми же процессами, что и в несамостоятельном разряде с внешней ионизацией, горящем в электрическом поле Es (гл. IV). Таким образом, в пределе очень коротких импульсов ионизации комбинированный разряд по своим параметрам должен приближаться к несамостоятельному разряду.
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 55 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама