Численное моделирование нестационарных процессов в слаботочных газовых разрядах

• Автор: Каральник, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Троицк
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ГЛАВА I. Пульсирующий режим отрицательной
короны в азоте
1.1 Введение
1.2 Экспериментальная техника
1.3 Результаты эксперимента
1.4 Обсуждение экспериментальных результатов
1.5 Описание модели
1.6 Результаты расчета и сравнение
с экспериментом
1.7 Заключение
ГЛАВА II. Пульсирующий режим диффузной моды
барьерного разряда в Не
2.1 Введение
2.2 Описание экспериментальной установки
2.3 Результаты эксперимента и их обсуждение
2.4 Описание математической модели
барьерного разряда
2.5 Результаты расчета и сравнение
с экспериментом
ГЛАВА III. Моделирование распространения стримера в положительной короне
остриё-плоскость в азоте
3.1 Введение
3.2 Описание экспериментальной установки
3.3 Результаты эксперимента
3.4 Описание модели
3.5 Результаты расчётов

3.6 Заключение
ГЛАВА IV. О развитии искры в азоте, поддерживаемой
зарядкой паразитной емкости внешней цепи
4.1 Введение
4.2 Эксперимент
4.3 Моделирование слабой искры в азоте
4.4 Результаты расчетов
4.5 Влияние отдельных параметров и процессов
на формирование искры
4.6 Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Многие современные технологии основаны на использовании неравновесной низкотемпературной плазмы. Такая плазма может создаваться слаботочными разрядами при атмосферном давлении, например, коронным, барьерным или тлеющим разрядом. Эффект от применения плазмы, как правило, определяется концентрацией созданных ею активных частиц, которая, в свою очередь, зависит от уровня энерговклада в плазму, связанного с мощностью разряда. При этом фактором, ограничивающем мощность слаботочного разряда, является переход разряда в сильноточные режимы, например в искру. Данное обстоятельство определяет важность и актуальность изучения указанных выше разрядов и процессов, определяющих переход разряда из одного токового режима в другой.
Целью диссертации является разработка математической модели пульсирующего режима коронного и барьерного разрядов в электроположительном газе; исследование процессов, определяющих возникновение и распространение одиночного стримера в положительной короне; создание модели формирования искры в промежутке с большим балластным сопротивлением.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы.
Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цели работы, описана структура и изложено краткое содержание диссертации.
Первая Глава IIосвящена изучению слаботочного режима отрицательной короны в электроположительном газе (азоте). Описывается экспериментально обнаруженный гистерезис усредненной ВАХ отрицательной короны в азоте. В области гистерезиса обнаружены регулярные пульсации тока, частотный спектр и форма которых сильно отличаются в случае металлического и резистивного анода. В азотной короне с резистивным анодом пульсации тока близки по параметрам к известным импульсам Тричела в воздухе.
Расчетами показано, что в пульсирующем режиме как усредненная, так и динамическая вольт-амперные характеристики тлеющего катодного слоя короны имеют отрицательный наклон.

Рис. 1.18. Расчетная и экспериментальная осциллограммы токового импульса. Азот, Р = 30 Тор, d = 1 мм, катод - торец проволоки диаметром 2 мм с закругленной по полусфере вершиной. <1> =15 мкА, U =0.57 кВ. 1 - эксперимент, 2 - расчет.
Рис. 1.19. Расчетная и экспериментальная осциллограммы токового импульса. Азот, Р = 100 Тор, й = 1.0 мм, катод - торец проволоки диаметром 2 мм с закругленной по полусфере вершиной.
<1> =38 мкА, и =0.9 кВ. 1 - эксперимент, 2 - расчет.