Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том II

.pdf
Скачиваний:
76
Добавлен:
04.05.2014
Размер:
58.73 Mб
Скачать

180

тером процесса. В двумерных расчетах проявилась возможность возникновения вихрей в нагретом газе за областью энерговыделения (рис. IV 6.26, IV.6 27), на что имеются и экспериментальные указания. Как показало численное моделирование, с учетом действия силы тяжести, при горении НОР в замкнутом объеме, как обычно при наличии теплового источника, возникают крупномасштабные вихревые конвективные течения. Об этом также свидетельствует эксперимент.

Оптический плазмотрон как ракетный двигатель Такой проект разрабатывался в США, и на эту тему имеется много публикации. НОР привлекает своей высокой температурой. В сочетании с использованием легчайшего газа — водорода это позволяет получить исключительно большие скорости v истечения плазмы при расширении через сопло и высокие удельные импульсы I = v/g (g

Раздел IV ГЕНЕРАЦИЯ ПЛАЗМЫ И ГАЗОВЫЕ РАЗРЯДЫ

ускорение силы тяжести). Принципиальная схема двига теля близка к тому, что изображено на рис. IV.6 23, луч СОг-лазера фокусируется вблизи горла сопла. Например при Ро = 5 МВт и радиусе луча 2,1 см интенсивность S яз 300 кВт/см2. При давлении 30 атм в потоке хо лодного водорода в НОР достигается температура 19 кК Скорость потока 2—8 м/с. Длина поглощения излучения 2— 3 см, скорость в горле сопла радиусом 1 см 15 км/с Достигаются удельные импульсы I = 1400—2400 с при исте чении в атмосферу и 4300—4700 с при истечении в вакуум Даже лучшие сорта химического топлива дают удельные импульсы на порядок меньше. Проект заманчивый, но фантастический. Он упоминается здесь, чтобы продемонстрировать возможности, которые открывает освоение оптических разрядов.

© Ю П. Райзер

IV.7. ЯВЛЕНИЯ ПРОБОЙНОГО ХАРАКТЕРА

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1V.7.1. Объемный и поверхностный пробой диэлек-

IV 7 1 Объемный и поверхностный пробой диэлектриков

 

180

триков

1

Пробой газов

(180)

2 Вакуумный пробои

(190)

 

/. Пробой газов. 1.1. Электронные лавины и таун-

3

Пробой

жидких диэлектриков

(193)

4 Пробой твердых

 

 

сендовский пробой. Как известно, ионизация газа в посто-

диэлектриков (197)

5

Пробои

на границе

раздела

сред

 

 

янном (квазистационарном) _Е-поле происходит в основном

(201)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV 7 2 Стримерно-лидерные процессы в искровом разряде и молния 204

электронным ударом (е + А > е + е' + А*), размноже-

1

Общие

представления

(204)

2 Длинный стример

(205)

 

ние электронов (генерация электронных лавин) приводит

3 Природа лидерного

процесса

(211)

 

4 Стримерная

 

к появлению конечной проводимости газа, т е. к пробою

зона

и чехол лидера

(214)

5 Лидерный

канал

(214)

 

Явление имеет пороговый характер и происходит при пре

6 Отрицательный ступенчатый лидер

(215)

7 Пробой и

 

 

вышении характерного значения Е над пороговым Е", за

электрическая прочность длинных воздушных промежутков

 

(216)

8 Молния

(217)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

висящим от рода и плотности газа, геометрии РП и др

IV 7 3 Высокоскоростные волны ионизации большой амплитуды в

 

что связано с резкой зависимостью скорости столкнови-

длинных трубках

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

225

тельной ионизации от энергии электрона Если обьемный

Введение

(225)

1

Схема

экспериментального

исследова-

 

 

заряд, образованный электронной лавиной, слабо искажает

ния ВВИ

(226)

2 Скорость

ВВИ

(226)

3 Структура

 

 

внешнее .Е-поле (что характерно для малых концентрации

ВВИ

(228)

4 Высокоэнергетичные

электроны

(229)

 

5 Электродинамические и энергетические свойства ВВИ

 

газа, коротких промежутков и Е ^ Е*), то реализуется

(230)

6 Излучение

ВВИ (232)

7 Теоретические модели

 

таунсендовский механизм пробоя.

ВВИ (232) 8 Применение ВВИ (233)

 

 

 

 

 

 

При повышенной концентрации зарядов происходит ло-

IV 7 4 Направляемые лазером электрические разряды

 

 

234

 

 

кальное усиление напряженности поля. Пробой приобре

Введение

(234)

1 Воздействия лазера на газ и возможность

 

управления траекторией электрического разряда (234)

2 HP

 

тает характер распространения волны ионизации, скорое1Ь

вдоль ДЛИ с изолированными плазменными очагами опти-

 

которой превышает дрейфовую скорость электронов, —

ческого пробоя (235)

3 HP вдоль ДЛИ с высокой плотно-

 

происходит переход к стримерному пробою.

стью очагов оптического пробоя

(237)

4 Высокоскоростные

 

 

При пробое длинных газовых промежутков суммарный

волны ионизации в HP (238)

5 Создание направляемых раз-

 

рядов

со

сложной траекторией

(240)

6 Применение HP

 

ток многочисленных стримеров формирует удлиняющийся

(240)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со временем высокопроводящии канал, что меняет дина-

IV 7 5 Электрические разряды в парогазовой среде с нетрадицион-

 

мику пробойных явлений и приводит к лидерному пробою

ными электродами (электролиты)

 

 

 

 

 

 

241

 

 

 

 

 

 

При таунсендовском пробое первичный, «затравочный»

Введение

(241)

1 Электрический разряд в газе между твер-

 

дым и жидким электродами

(242)

2 Разряды переменного

 

электрон набирает в Е-иоле энергию между столкновени-

тока с жидкими электродами

(244)

3 Применение разрядов

 

ями и расходует ее на возбуждение, нагрев и ионизацию

с нетрадиционными электродами

(245)

 

 

 

 

 

 

атомов (молекул) газа При этом происходят размножение

IV 7 6 Импульсные объемные разряды в газах высокого давления

246

и дрейфовое смещение электронов в направлении действия

Введение

(246)

 

1

Общие

закономерности

импульс-

 

 

 

электростатической силы (от катода к аноду) с формиро-

ного

пробоя

перенапряженных

 

промежутков

(247)

 

 

 

ванием ионного облака по пути лавины, медленно дрейфу

2 Самостоятельные объемные разряды

(252)

3 Объемный

 

разряд с внешней ионизацией газа пучком быстрых

 

ющего к катоду. В результате ион-электронной эмиссии

электронов (256)

4 Контракция

импульсных

объемных

 

фотоионизации, фотоэмиссии, ассоциативной ионизации и

разрядов

(261)

5 Объемный разряд в смесях благородных

 

других элементарных процессов, сопровождающих релак

газов с галогенидами

(268)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сацию, образуются новые, «вторичные» электроны, иници-

IV 7 7 Коронный разряд в газах

 

 

 

 

 

 

 

 

273

 

 

 

 

 

 

 

 

ирующие новые лавины (размножение лавин), что приводит

1

Определение коронного разряда

Виды коронного разряда

 

(273)

 

2 Корона при постоянном напряжении

(274)

 

к росту средней СИ и электропроводности газового объема,

3 Корона

при переменном

напряжении

(275)

4 Анализ

 

т.е. к пробою.

внешних характеристик униполярного коронного разряда

 

Ниже рассмотрены механизмы появления первичных

(276)

 

5 Корона

при импульсном

напряжении

(277)

 

6 Специальные формы коронного разряда

(278)

 

 

 

электронов, закономерности лавинообразного размножения

Соседние файлы в предмете Химия