Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1145400), страница 3

Файл №1145400 Диссертация (Исследование импульсно-периодического излучающего разряда высокого давления в парах цезия) 3 страницаДиссертация (1145400) страница 32019-06-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Отрыв температур электронов Te(r,t) и тяжёлых частиц Th(r,t), его масштабы изначение для ИПР. При давлении р ~ 1 атм и более отрыв температур имеет место во всёмобъёме разряда в самом начале импульса тока и вблизи стенок трубки на протяжении всегоимпульса. По мере уменьшения давления плазмы время существования отрыва температурвозрастает и область, где имеет место отрыв, захватывает всё большую часть разрядногообъёма. При р ~ 100 Торр и менее отрыв температур имеет место во всём объёмегазоразрядной трубки и на протяжении всего импульса тока.

Учёт отрыва температурнеобходим для правильного определения напряжённости продольного электрического поля в11плазме ИПР.6. Характер видимого спектра излучения ИПР в цезии, его температура и механизмыформирования. Спектр ИПР в цезии в широком диапазоне давлений имеет планковскийхарактер в значительной части видимой области. С увеличением давления до атмосферногопланковский вид спектра распространяется на всю видимую область.

Такой характер спектраобъясняется наличием в спектре атома цезия ярких 6P и 5D фоторекомбинационныхконтинуумов,порогикоторыхсувеличениемдавлениясильносдвигаютсявдлинноволновую сторону. Сдвиг порогов объясняется дебаевским снижением потенциалаионизации атома цезия в плазме и слиянием, вследствие уширения, высших членовспектральных серий, сходящихся к порогу фотоионизации. Соотношение между цветовойтемпературой излучения Тс и температурой электронов Т0 на оси разряда определяетсязначением радиальной оптической толщины τR столба плазмы в видимой области: Тс ≈ Т0 приτR ≈ 1, Тс < Т0 при τR < 1 и Тс > Т0 при τR > 1.

Планковский характер спектра обусловливаетвысокое, практически эквивалентное солнечному, качество цветопередачи излученияразряда: при изменении давления от 100 Торр до 1000 Торр значение индекса цветопередачиRa излучения разряда изменяется в пределах 95 ‒ 98, а цветовая температура от 3600 К до5200 К.7.

Газодинамика плазмы ИПР в условиях ограниченного объёма разряда и постоянногозначения давления вдоль радиуса трубки. Характер течений плазмы определяется условиямирадиационного теплообмена. В случае, когда основной вклад в радиационные потериэнергии вносит спектральная область с радиальной оптической толщиной τR(λ) ~ 1, в плазмеразряда имеет место нелокальный теплообмен излучением, плазма равномерно разогреваетсяпо всему объёму трубки и в течение всего импульса тока движется от оси разряда к стенкам.В условиях, когда радиационные потери определяются той частью спектра, где τR(λ) << 1,реабсорбция излучения отсутствует и плазма разогревается импульсом тока неравномерно.Это приводит к появлению возвратных движений, когда разогреваемая плазма частичновыталкивается к стенке, а частично возвращается к оси разряда.8.

Нелокальный радиационный теплообмен как основной механизм переноса энергии вплазме ИПР высокого давления в цезии. Обусловлен частичной реабсорбцией интенсивногорекомбинационного излучения. При таком теплообмене фотоны, испускаемые в какой-либоточке плазменного объёма, поглощаются в другой, удалённой от неё точке. Благодаряуказанному эффекту, электрическая энергия, вкладываемая в разряд преимущественновблизи его оси, практически мгновенно перераспределяется по всему объёму газоразряднойтрубки.129. Доля αvis видимого излучения в выходящем спектре во всех исследованных режимахгорения разряда составляет значительную величину и изменяется в диапазоне от 33% до58%.

Максимальное значение αvis для разряда существенно превышает максимальноеBзначение  vis= 48%для спектра излучения чёрного тела. Максимальные значения αvisдостигаются в режимах горения разряда, для которых давление в конце импульса достигаетзначений 400 – 800 Торр, а радиальная оптическая толщина плазменного столба в видимойчасти спектра имеет значения в диапазоне 0,4 – 0,8.10. Условия эффективности ИПР как источника излучения.

Величина спектральногопотока энергии излучения Fλ, выходящего с поверхности столба плазмы, определяетсятемпературой электронов Т0 на оси разряда, радиальным профилем температуры электроновТе(r) и радиальной оптической плотностью τR(λ). Зависимость от Т0 определяетсяпланковской функцией FλP(T0). При заданной Т0 максимальный поток излучения Fλ max длялюбого профиля Те(r) достигается при значении τR(λ) ≈ 1. Значение Fλmax тем ближе кмаксимально возможному FλP(T0), чем более заполненным будет профиль Те(r).Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов,представленных в диссертации, подтверждается, прежде всего, хорошим совпадениемрасчётных и измеренных спектров излучения разряда в широком диапазоне параметровплазмы. Кроме того, при выводе уравнений математической модели разряда используетсяхорошо зарекомендовавший себя метод, основанный на интегрировании кинетическогоуравнения Больцмана.

Полученная при этом двухтемпературная многожидкостная модельрешается самосогласованно с уравнением переноса излучения в плазме. Для расчётатеплообмена излучением и спектра выходящего из разряда излучения используется методпрямого интегрирования, надёжность которого подтверждается тестированием на известныхприближениях для оптически прозрачной и оптически плотной плазмы, а также намодельной задаче переноса энергии излучением в линии.Результаты исследований,вошедшиев диссертацию, былипредставленынаВсероссийских научных конференциях по физике низкотемпературной плазмы (ФНТП:Петрозаводск 1998, 2001, 2004, 2007, 2011, Казань 2014), XXXIII, XXXV-XXXVII, XXXIXМеждународных конференциях по физике плазмы и УТС (Звенигород 2006, 2008, 2009, 2010,2012), 8-ой Международной научной конференции “Актуальные вопросы теплофизики ифизическойгидрогазодинамики”(Алушта,2010),Международнойконференции“International Conference-School on Plasma Physics and Controlled Fusion” (Alushta, 2010), VIМеждународной научно-технической конференции “Компьютерное моделирование” (СанктПетербург2005),Международныхнаучно-техническихконференциях13“Энергоэффективность” (Киев 2007, Санкт-Петербург 2012), IV и VII Всероссийских (смеждународным участием) научно-технических конференциях “Низкотемпературная плазмав процессах нанесения функциональных покрытий” (Казань 2012, 2015), I и IVМеждународныхнаучно-практическихконференциях“Исследование,разработкаиприменение высоких технологий в промышленности” (Санкт-Петербург 2005, 2007), III и IVМеждународныхсветотехнических конференциях (Новгород 1997, Вологда 2000) идокладывались на научных семинарах кафедры оптики СПбГУ и лаборатории физикинизкотемпературной плазмы ФТИ им.

А.Ф. Иоффе. Результаты работы докладывались наконкурсах научных работ ФТИ им. А.Ф. Иоффе и были отмечены Премией ФТИ в 2008 годуи Премией им. Б.П. Константинова в 2012 году. Работа по теме диссертации былаподдержана (в составе коллектива авторов) грантом РФФИ (проект № 07-08-600-а"Теоретическое и экспериментальное исследование импульсно-периодического разрядавысокого давления в парах цезия как эффективного источника видимого излучения снепрерывным спектром").Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка основных работавтора по теме диссертации, списка литературы, включающего 150 наименований, трёхприложений, содержит 111 рисунков и 3 таблицы. Общий объём работы составляет 260страниц машинописного текста.Основные материалы диссертации изложены в 36 публикациях, включая 25 статей вжурналах из перечня ВАК.14Глава 1.

Математическая модель ИПР1.1. Уравнения переноса в плазмеДетальное описание свойств газоразрядной плазмы задаётся набором функций распределения f (r , v , t ) частиц всех сортов α, из которых она состоит. Каждая функцияраспределения fα определяет число частиц сорта α, которые находятся в момент времени t в  окрестности точки фазового пространства ( r , v ) в элементе объёма dr dv (здесьdr  dxdydz и dv  dv x dv y dv z ). Эволюция функции распределения во времени и впространстве описывается уравнением Больцмана: Ff div v f   div v f   C(1.1)t m Здесь mα – масса частиц, F  e E  e v  B - сила, действующая на частицу с зарядом eα вэлектрическом поле с напряжённостью E и магнитном поле с индукцией B ,C   C ( f , f  ) , Cαβ – изменение числа частиц сорта α в единицу времени в единичномобъёме фазового пространства вследствие столкновений с частицами cорта β (интегралстолкновений): C (r , v , t )   f f   f f  g  ( g ,  )ddv .  Здесь f  f (r , v , t ) , f   f  (r , v , t ) , v и v – скорости частиц после столкновения,g  v   v –относительнаяскоростьчастицдостолкновения,  ( g ,  ) –дифференциальное сечение рассеяния, χ – полярный угол, определяющий изменениенаправления g  относительно g , dΩ – элемент телесного угла.

Вопросы, связанные свыводом уравнения Больцмана и условиями его применимости в плазме, широко освещены визвестных книгах (см., например, [5-7]).Внастоящейработеизучаютсярежимыгоренияразряда,прикоторыхмакроскопические параметры плазмы, в большей части её объёма, слабо изменяются нарасстояниях порядка средней длины свободного пробега и за времена порядка среднеговремени между столкновениями частиц. В этих условиях описание плазмы на уровнефункцийраспределенияоказываетсявсюду,кромеузкойпристеночнойобласти,избыточным.

Для теоретического описания динамики газоразрядной плазмы в этом случаевполнедостаточноиспользоватьмакроскопическийподход.Уравнениядля15макроскопических параметров плазмы, называемые уравнениями переноса, могут бытьполучены (см., например, [1,2,7]) из кинетического уравнения (1.1). Для этого нужноумножить обе части (1.1) последовательно на 1, m v , mαv2/2 и проинтегрировать в каждомотдельном случае уравнение по всему пространству скоростей. В процессе вывода нижебудут использованы следующие свойства интеграла столкновений Cαβ для упругихстолкновений:  C (r , v , t )dv  0 ,(1.2) m v C (r ,v , t )dv  0 ,1 2 m v2(1.3)C (r ,v , t )dv  0 .(1.4)Соотношения (1.2)-(1.4) являются следствиями законов сохранения числа частиц, а такжеимпульса и энергии при упругих столкновениях. При выводе уравнений переноса будемследовать методике, изложенной в [1].1.1.1.

Характеристики

Список файлов диссертации

Исследование импульсно-периодического излучающего разряда высокого давления в парах цезия
Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее