Некоторые закономерности теплофизических и эмиссионных процессов в сильноточных малоинерционных термокатодах

• Автор: Белова, Ирина Константиновна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 218 с. : ил

Содержание

Введение

Глава 1. Литературный обзор

Глава 2. Некоторые аспекты нестационарных и стационарных

теплофизических процессов в термокатодах, аналитические исследования

2.1. Связь времени готовности приборов с временем разогрева термокатодов

2.2. Анализ теплового баланса катодов

2.2.1. Физическое обоснование составляющих теплового баланса катодов газоразрядных приборов

2.2.2. Тепловой баланс катодов в нестационарном режиме, разогрев

2.2.3. Время разогрева как функция теплового баланса
2.3. Уравнения теплопроводности и их применение для анализа тепловых
процессов в термокатодах
2.3.1. Уравнение теплопроводности прямонакального катода при лучистом теплообмене в вакууме
2.3.2. Физические допущения для решения нелинейных дифференциальных уравнений типа уравнения теплопроводности
2.3.3. Применение преобразования нелинейности для аналитического описания тепловых процессов в идеальном термокатоде
2.3.4. Определение времени разогрева идеального катода и его зависимости от теплофизических параметров
2.4. Тепловые процессы в реальных катодах прямого накала
2.4.1. Расчеты времени разогрева реального катода прямого накала на основе решения краевых задач методом Фурье
2.4.2. Теплообмен через теплопроводность газовой среды
2.4.3. Расчеты коэффициента теплопроводности газа в широком диапазоне давлений

2.4.4. Расчеты времени разогрева катода прямого накала с учетом теплопроводности в газовой среде
2.5. Тепловые процессы в катодах косвенного накала
2.5.1. Теплообмен в случае плоского торцевого катода
2.5.2. Теплообмен в случае цилиндрического катода
2.6. Оценка погрешностей расчетов теплофизических параметров
Выводы к главе
Глава 3. Основные физические факторы, влияющие на длительность
разогрева и эмиссионные параметры малоинерционных катодов, расчетно-теоретические исследования
3.1. Многофакторная зависимость теплофизических и эмиссионных параметров термокатодов
3.1.1. Физические механизмы формирования теплового потока для нагрева катода
3.1.2. Связь времени достижения стационарного режима термокатода
с параметрами цепи накала
3.1.3. Экспериментальные исследования тепловых процессов в катодах косвенного накала
3.1.4. Физические принципы использования тепловых экранов в ГРП
3.1.5. Алгоритмы расчета теплофизических параметров реальных термокатодов
3.2. Возможности создания высокоэмиссионных низкотемпературных термокатодов
3.3. Экспериментальные теплофизические исследования модельных образцов термокатодов
Выводы к главе
Глава 4. Изучение электрофизических и эмиссионных параметров
модельных термокатодов, экспериментальные исследования
4.1. Изготовление отпаянных макетов и обработка экспериментальных
данных......................................................... 123._

4.2. Измерения параметров объемного заряда
4.3. Измерения термоэмиссионных параметров катодов и параметров газового разряда
4.4. Исследование влияния физических и размерных факторов на возникновение дугового разряда
4.5. Исследование влияния физических и размерных факторов на пространственное распределение потенциала
4.6. Эмиссионные параметры термокатодов в разряде низкого давления
Выводы к главе
Общие выводы по работе
Список литературы
Приложения
Если выбранный участок стержня находится в лучистом теплообмене со средой, имеющей температуру Т0, то количество тепла, теряемого участком, по закону Стефана - Больцмана будет равно:
А.О2 = -80)0 (г4 - Г04 )дгДґ , где со - периметр поперечного сечения стержня. Знак "минус" взят потому, что тепло излучается телом (теряется).
От источника накала тела к стержню подводится количество тепла, которое можно задать несколькими способами.
Если /н - ток накала, § - удельное электрическое сопротивление, то подводимое к участку стержня за время А і количество тепла будет [77, 78]:

Д03 =І^.АхАг.
Баланс тепла на выбранном участке стержня будет выглядеть так:
Л£ = Л0Г+Д 02+ЛО3.
Задав объем участка стержня как V = Б Ах, баланс тепла можно записать в виде:
ДСр” = -Х!1ЇЦ-- єюа(г4 - Г04)+ ^,
дх 1 ' I
где Рн - подводимая мощность накала, а і - длина стержня.
Обычно уравнение теплопроводности применяют в более удобном для анализа виде [77-81]:
(2.14)
ді Ср 3 Ср' ’ БСрІ
Уравнения теплопроводности имеют единственное решение при наличии начального и граничных условий [78-81]. Для катодов прямого накала начальное условие формулируется сравнительно просто и заключается в том, что начальная температура катода равна температуре окружающей среды: