Диссертация (1104506), страница 21

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 21)

Таундсендовский механизм предполагает зависимость напряжения139зажигания Uст от материала катода, что заложено через коэффициент втаундсендовском условии зажигания разрядаe d  1 ,где(4.3)– первый ионизационный коэффициент Таундсенда, а - второйкоэффициент Таундсенда, характеризующий эмиссию электронов из катода.С ростом давления и перенапряжения зависимостьUст отуменьшается. При пороговых давлениях и напряжениях (соответствующихчисто стримерному пробою) эта зависимость исчезает. Условие зажиганияразряда для этого случая определяется только концентрацией ne итемпературой Те электронов в лавине при постоянстве остальных условийэксперимента и имеет вид4 ne kTe 2u стd2 E02 .(4.4)Условие подобия для стримерного пробоя газов формулируется так:напряжениезажиганиягеометрическиподобныхпромежутковбудетодинаково, если для них одинаково соотношение neTe d 2  const .Выводы1.

Результаты оптических измерений пробоя газов высокого давленияпозволяют заключить:- при перенапряжениях в Не, Аr, (W < 150%; 100%) с началом резкогоспаданапряжениявозникаютплазменныестримерынепрерывнораспространяющиеся и замыкающие промежуток со скоростями ~107см/с;- при перенапряжениях в Не, Аr, (W > 150%; 100%) плазменныестримеры распространяясь пульсациями замыкают промежуток со скоростью≈ 108 см/с;- возникновение дискретности в развитии плазменного стримера, припороговых напряженностях внешнего электрического поля, связана сэкранировкой поля на дебаевском радиусе плазмы стримера [25];140- в исследованных газах, пробой начинается с появления довольно яркосветящегося образования - стримера, который перекрывает промежуток соскоростью на порядок больше скорости распространения электронных лавин,с образованием яркого катодного пятна и прорастание узкого искровогоканала (r ~ 0,1 мм) переходящего в квазистационарную дугу (с радиусом r >1мм);- магнитные поля напряженностью до 250 кЭ ускоряют формированиестримеров и развитие канала искры (до 30-40%) с одновременнымуменьшением скорости расширения канала, и интенсивности интегральногоизлучения спектра в диапазоне длин волн λ=200-800 нм.2.

При пробое газов высокого давления в сильном магнитном поленаблюдаются следующие закономерности [11]:а) температура электронов на начальной стадии пробоя слабо зависит отнапряженности внешнего магнитного поля и определяется:E- напряженностью внешнего поля 0 ;- потенциалом ионизации газа  i  eu i ;- давлением газа в разрядном промежутке.б) Лавина ионизации расширяется до перехода в плазму стримера, размерыее слабо меняются с образованием стримеров и канала.в) Время формирования стримерного пробоя слабо (логарифмически)уменьшается с ростом магнитного поля Н:1 D 2 4 mE0ф  t кр  ln.viekTe viг) Полное число частиц в лавине при переходе в плазменное состояниеравно DEo kTe E0  i ev ~ P 2 eNe ~  i2 N e 0 H кpH2kTe~ N e 0 при H  H кр ,при H  H кр .141д)Напряженностьэлектрическогополявмоментвозникновениястримерного пробоя определяется из условияE0 ~ 2D|| ven vi ~ P 2e  iexp kTe D kTe 2D .exp  D ||Эта пороговая напряженность поля возрастает с ростом магнитногополя.142ЗАКЛЮЧЕНИЕВ заключении диссертации сформулированы основные результаты ивыводы работы:1.

Во всех исследованных газах, при больших перенапряжениях, пробойначинается с появления довольно ярко светящегося образования - стримера,который перекрывает промежуток со скоростью на порядок больше скоростираспространения электронных лавин, с образованием яркого катодного пятнаи прорастанием узкого искрового канала со скоростью vк ≥ 106 см/с (r ~ 0,1мм), а завершается пробой - квазистационарной дугой (с радиусом r > 1 мм).2. Впервые обнаружено:- возникновение пульсаций в распространении стримера в гелии иаргоне, связывается, с неоднократным прохождением волн отрицательногонапряжения от катода к аноду, возникающих, по-видимому, в результатеизлученияплазмыстримера,связаннойсэкранировкойвнешнегоэлектрического поля на дебаевской длине, в свою очередь приводящей кохлаждению плазмы и усилению рекомбинационного излучения;- образование последовательных каналов в гелии и аргоне в процессеформирования искрового канала показывает, что энергия в формирующийсяискровой канал поступает порциями.

Это представляет большой интерес длягидродинамической теории формирования канала искры.3. Экспериментально показана принципиальная возможность управлениявременными характеристиками пробоя в газах высокого давления с помощьювнешних сильных продольных магнитных полей, а именно, уменьшениевремени формирования и резкого спада напряжения на промежутке, чтосвязано с возрастанием первого ионизационного коэффициента Таунсенда врезультате образования во внешнем магнитном поле критического объемногозаряда, а также за счет ускорения перехода от фото- и автоэмиссии ктермоэмиссии из образовавшегося катодного пятна.4. Впервые получены результаты влияния внешнего продольногомагнитного поля на скорость и динамику развития волн ионизации на143начальных стадиях формирования пробоя в инертных газах (He, Ar), вдиапазоне напряжений от статистического пробивного до сотни процентовперенапряжений.

Показано, что во внешнем магнитном поле происходитпроцесс торможения образования катодного пятна в гелии, приводящий квозрастанию как длительности ступени на импульсе напряжения, так истадии однородного горения объемного разряда.5. Методами высокоскоростной электронно-оптической хронографии испектральных измерений в инертных газах (He, Ar) детально исследованосвечение, сопровождающее пробой газа (в диапазоне давлений от 1до 3 атм)под действием импульсов электрического и магнитного полей. Показано, чтоспектральный состав излучения искрового канала зависит от напряженностимагнитного поля, степень влияния которого определяется скоростьюрасширения искрового канала, которая в свою очередь является функциейскорости ввода энергии, а уменьшение в магнитном поле скоростипоперечного переноса фронта ионизации обуславливает изменение враспределении энергии, и соответственно изменение спектрального составаизлучения плазмы.144Литература1.Лозанский, Э.Д.

Теория искры [Текст]/ Э.Д. Лозанский, О.Б. Фирсов. – М.:Атомиздат, 1975. – 271 с.2.Андреев, С.И. Исследование объемного разряда наносекундной длительностив воздухе при атмосферном давлении [Текст]/ С.И. Андреев, Г.M. Новикова//ЖТФ. – 1975. – Т. 45. – С.1692-1703.3.Омаров, О.А. Электрический пробой газов высокого давления в сильныхмагнитных полях [Текст]: Дис. д. ф.-м. н.: 01.04.08/ О. А. Омаров– М., 1984. –224 c.4.Воробьев, А.А.

Техника искровых камер [Текст]/ А.А. Воробьев, H.C.Руденко, В.И. Сметанин. – М.: Атомиздат, 1978. – 120 с.5.Асиновский, Э.И. Волновой пробой газовых промежутков [Текст]/ Э.И.Асиновский// ТВТ. – 1983. – Т. 21. – С.371-381.6.Нестерихин, Ю.Е. Импульсный пробой малых промежутков в наносекунднойобласти времени [Текст]/ Ю.Е. Нестерихин, B.C. Комельков, Е.З. Мейлихов// ЖТФ. -1964.

– Т. 34, Вып. 1. – С. 40-50.7.Мик, Дж. Электрический пробой в газах [Текст]/ Дж. Мик, Дж. Крагс; Пep. сангл. под ред. В.С. Комелькова. – М.: Мир, 1960. – 600 с.8.Леб, Л. Основные процессы электрических разрядов в газах [Текст]/ Л.Леб.– М.: Гостехиздат, 1950. – 627с.9.Ретер, Г. Электронные лавины и пробой в газах [Текст]/ Г. Ретер; Пер. с англ.под ред. Комелькова B.C. – М.: Мир, 1968. – 390 с.10. Воробьев, В.В. Импульсный пробой в однородном поле в воздухе присущественных перенапряжениях [Текст]/ В.В. Воробьев, A.M. Искольдский// ЖТФ. –1966. –Т.

36, Вып. II. – С. 2095-2098.11. Омаров, О.А. Плазменный механизм пробоя газов в сильных продольныхмагнитных полях [Текст]/ О.А. Омаров, А.А. Рухадзе, А.Ш. Шихаев // ЖТФ.– 1981. – Т. 52. – С. 255-258.12. Бройтман, А.П. О лазерном механизме распространения стримеров [Текст]/А.П. Бройтман , О.А. Омаров // Письмо в ЖТФ. – 1981. -Т.7. – С. 389-392.14513. Омаров, О.А. Плазменный механизм развития начальных стадий пробоягазов высокого давления [Текст]/ О.А. Омаров, А.А.

Рухадзе //Прикладнаяфизика. – 2010. № 4. – С. 24-32.14. Townsend, J.S. The Conductivity produced in Gases by the Motion of Negativelycharged ions [Текст]/ J.S. Townsend // Philosophical Magazine. – 1901. № 1.– P.198-227.15. Капцов, Н.А. Электроника [Текст]/ Н.А. Капцов. – М.: Гостехиздат, 1959.– 327 с.16. Fletcher, R.C. Impulse Breakdown in the 10-9 Sec.Range of Air at AtmosphericPressure [Текст]/ R.C. Fletcher.

//Phys. Rev. –1949. – Vol.76, № 10. – P. 15011511.17. Tawnsend, J.S. Low potential discharges in high vacua [Текст]/ J.S. Tawnsend// Philosophical Magazine. London. – 1913. – Vol. 26, № 6. – P. 730-732.18. Энгель, A. Ионизованные газы [Текст]/ A. Энгель; Пер. с англ.– М.:Физматгиз,1959. – 332 с.19. Аль-Харети, Ф.М.А. Спектральные исследования искрового разряда [Текст]/Ф.М.А. Аль-Харети, О.А. Омаров, Н.О. Омарова, П.Х. Омарова, М.Б.Хачалов //Инженерная физика. – 2013.

– №10. – С. 43-54.20. Аль-Харети, Ф.М.А. Спектральные характеристики искрового разряда вмагнитном поле [Текст]/ Ф.М.А. Аль-Харети, О.А. Омаров, Н.О. Омарова,П.Х. Омарова, А. А. Рамазанова, М.Б. Хачалов // Инженерная физика. – 2013.– №7. – С. 49-54.21. Аль-Харети, Ф.М.А.

Формирование начальных стадий развития искровогоразряда в аргоне во внешнем магнитном поле [Текст]/ Ф.М.А. Аль-Харети,О.А. Омаров, Н.О. Омарова, П.Х. Омарова, А. А. Рамазанова, М.Б. Хачалов //Вестник ДГУ. – 2013. – Вып. 6. – С. 47-55.22. Аль-Харети, Ф.М.А. Временные характеристики искрового разряда вразличных газах в зависимости от удельного энерговклада [Текст]/ Ф.М.А.Аль-Харети, О.А.

Омаров, Н.О. Омарова, П.Х. Омарова //В сб.: Тезисыдокладов II Всероссийской конференции Современные проблемы физики146плазмы и физической электроники. – Махачкала: Изд-во ДГУ, 2015 г. – С.140-141.23. Аль-Харети, Ф.М.А. Влияние внешних магнитных полей на энергетическиехарактеристики искрового пробоя в газах высокого давления [Текст]/ Ф.М.А.Аль-Харети, О.А. Омаров, Н.О. Омарова, П.Х. Омарова // Вопросы атомнойнауки и техники. – 2015.

Характеристики

Список файлов диссертации