ppt
.pdf
Моделирование столкновения частиц в плазме холловского двигателя
Студент: Чесноков А.А.
20 мая 2015 г.
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"
Холловский двигатель
Холловский двигатель - электрореактивный двигатель (ЭРД) используемый в космических аппаратах.
hall.png
Столкновительные процессы в плазме и необходимость их учёта
|
Особенности |
|
|
I Ионизация (Процесс получения |
|
|
плазмы напрямую зависит от |
|
hall1.png |
столкновений частиц). |
|
I КПД (Определение “качества” |
||
|
||
|
получаемой плазмы). |
|
|
I Ресурс двигателя (Временная оценка |
|
|
работоспособности двигателя) |
|
|
|
Виды столкновений
IКулоновские. Столкновения между заряженными частицами в плазме
IУпругие. Столкновение между заряженной частицей и нейтралом.
IНеупругие. Столкновение частиц с изменением энергии.
Кулоновские столкновения
Кулоновское электрон-электрон, ион-ион, элетрон-ион взаимодействия
|
e2 |
|
2 |
|
Z 2 |
|
2 |
|
Ze |
2 |
k = |
|
|
; k = |
|
|
; k = |
; |
|||
1=2Mu2 |
|
1=2Mu2 |
|
1=2Mu2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
|
Упругие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Электрон рассеивается на нейтрале |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2"2 |
|
|
|
12exp( |
6:6"1:1) |
|
|
|||||||
el (") = |
|
|
|
+ |
|
p |
|
|
|
|
10 16 |
(2) |
||
1 + 0:045"3 |
|
|||||||||||||
" |
|
|||||||||||||
Ион рассеивается на нейтрале |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(") = 2p2 a02s |
|
|
|
|
; |
(3) |
||||||||
( =a0 |
3) " |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E2 |
|
|
|
|
Нейтрал рассеивается на нейрале |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
(T ) = d2(1 + S=T ); |
|
|
(4) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Неупругие Сечение возбуждения.
(") = (23 E1)(" E1) 4:24 10 16 (" + 23 2E1)2
Сечение ионизации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(") = |
16(" E)1:25 |
|
|
10 |
18 |
|||
i |
|
1 + 0:0032(" E)1:77 |
|
|
|||||
Сечение двойной ионизации. |
|
|
|
|
|
||||
i (") = 4:5 1014 |
|
" |
|
|
|||||
|
|
ln( |
|
); |
|||||
" Pj Ej |
Pj Ej |
||||||||
Сечение последовательной ионизации.
i (") = 4:5 1014 ln("=Ej )
"Ej
Сечение перезарядки.
res(") = res("1)[1 + a ln("1=")]2;
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
График сечений e
e-n.png
График сечений i
i-n.png
График прбегов e
lambdaEN.png