Нестационарные явления в отрицательной короне и ее переход в режим тлеющего разряда

• Автор: Грушин, Михаил Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Троицк
• Количество страниц: 137 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I.
ГЛАВА II.

Техника создания слаботочных газовых разрядов

и методы их исследования

1.1 Условия и способы создания коронного разряда. II

Основные методы его исследования

1.2 Регистрация оптического излучения короны

1.3 Техника создания разряда в воздухе атмосферного

давления в геометрии набор штырей - плоскость и экспериментальные методы исследования перехода отрицательной короны в стационарный тлеющий разряд
1.4 Схема экспериментальной установки для 21 исследования динамики электронно - возбужденных состояний молекулярного азота в условиях квазистационарного самостоятельного тлеющего
разряда (КСР) при средних давлениях.
1.4а Описание эксприментальной техники создания
квазистационарного самостоятельного тлеющего
разряда (КСР) при средних давлениях
1.4Ь Регистрация оптического излучения электронно -
возбужденных молекул азота из положительного столба КСР
Нестационарные явления в отрицательной короне
2.1 Введение
2.2 Механизм формирования импульсов Тричела в
отрицательной короне
2.3 Гистерезис колебательного режима. Безимпульсное
развитие отрицательной короны
2.4 Динамика установления импульсного режима
2.5 Влияние геометрических и газодинамических
факторов на параметры и область существования

импульсов Тричела
2.6 Пульсирующий режим отрицательной короны в
электроположительном газе N
2.7 Выводы
ГЛАВА III. Переход отрицательной короны в воздухе в режим
тлеющего разряда.
3.1 Введение
3.2 Вольт-амперная характеристика отрицательной короны
и ее трансформация при переходе в режим тлеющего разряда
3.3 Эволюция радиального распределения тока и свечения
короны в геометрии острие - плоскость
3.4 Эволюция продольной структуры отрицательной
короны при ее переходе в режим тлеющего разряда
3.5 О переходе многоострийной отрицательной короны в
режим тлеющего разряда
3.6 Выводы
Исследование динамики излучения электронно -
возбужденных состояний молекулярного азота в условиях квазистационарного тлеющего разряда повышенного давления
4.1 Введение
4.2 Экспериментальные результаты по измерению
динамики излучения электронно-колебательных состояний молекулярного азота
4.3 Описание теоретической модели. Анализ результатов,
полученных при численном моделировании
4.4 Выводы

ГЛАВА ГУ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Введение.
Неравновесная низкотемпературная плазма на протяжении многих десятилетий широко используется в различных областях науки и техники (газовые лазеры, плазмохимические реакторы, генераторы озона и т.д.). Для многих практических приложений представляет интерес создание неравновесной плазмы при атмосферном давлении. Например, в последнее время особенно остро стала проблема удаления вредных примесей (окислов азота и серы, соединений углеводородов и др.) из отходящих газов промышленных предприятий.
Основная проблема при разрушении низко концентрированных примесей, (т.е. с концентрацией загрязнителя меньше 0.1% по объему) - высокий уровень энергетических и финансовых затрат на создание и эксплуатацию систем газоочистки, основанных на традиционных принципах (термическое или каталитическое разложение, печи Клауса, адсорбция и т.д.), что приводит в итоге к нерентабельности основного производства. Таким образом, поддержание необходимой рентабельности производства и обеспечение его экологической безопасности делают разработку и внедрение новых принципов очистки отходящих газов весьма актуальной задачей.
В последнее время в России и других странах (США, Канада, Япония, Германия, Франция и др.) развивается новый подход к устранению вредных примесей в отходящих газах. Суть нетрадиционного подхода состоит в разрушении примесей экологически чистыми и сильными окислителями (главным образом, атомами кислорода О и гидроксильными радикалами ОН, а также их производными - озон, перекись водорода и др.), создаваемые непосредственно в потоках отходящих газов. Реализуется данный подход так называемыми электрофизическими методами, в которых используется неравновесная низкотемпературная плазма при атмосферном давлении. В мировой литературе эти методы называются “Non-thermal plasma methods”.
Используемая в этих методах нетермическая плазма неравновесна в том смысле, что электроны сильно перегреты (примерно в 100 раз) по отношению к молекулам плазмообразующего газа. Перегретые электроны практически не изменяют кинетическую энергию молекул окружающего газа, но весьма эффективно возбуждают и диссоциируют молекулы кислорода и воды. Данное обстоятельство позволяет создавать высокую концентрацию необходимых радикалов в загрязненном потоке без заметного разогрева всей массы обрабатываемого газа, и тем самым проводить газоочистку малыми удельными энергозатратами. Электроны (или фотоны) с энергией,

Рис. 2.2. Временное поведение импульса тока и коэффициента усиления электронных лавин в течение одного периода.
В точке а параметр М становится больше пороговой величины Mi = 4,6 (соответственно у = 0,01). Поэтому, начиная с этого момента, выполняется условие роста тока разряда, т.е. ионизационное размножение вблизи острия превышает потери ионов, уходящих на катод. Стадия ионизационного усиления лавин и накопления положительного заряда в генерационной зоне состоит из двух сильно отличающихся по
длительности фаз (а, Ь) и (Ь, с) tab »tbc. Стадию (а, Ь) можно назвать линейной стадией накопления положительного заряда в генерационной зоне. Электрическое поле по всей длине ионизационной области нарастает во времени только за счет перераспределения напряжения между дрейфовой и генерационной областями (рис. 2.3). Образующийся вблизи острия положительный заряд на этой стадии не влияет на распределение поля. Интересной особенностью этой стадии является уменьшение тока разряда в течение почти всей ее длительности. Это происходит из-за того, что величина параметра М, характеризующего усиление тока, незначительно превышает пороговое значение. Таким образом, главным процессом, определяющим эволюцию разряда на
стадии (а, Ь), является накопление положительного заряда в генерационной зоне.