Исследование процессов в разрядах высокого и сверхвысокого давления, обусловленных токами мегаамперного диапазона

• Автор: Богомаз, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 237 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор состояния проблемы

1.1. Краткий обзор исследований разрядов мегаамперного диапазона и особенности перехода к высоким и сверхвысоким давлениям
1.2. Задачи работы, вытекающие из современного состояния проблемы... .33 Глава 2. Установки

2.1. Установка ИМПП-1. (№1)

2.2. Диагностическая камера (№ 2)

2.3.1. Камера с предварительным адиабатическим сжатием с

с1Ц(И~ 10ю А/с (№ За)

2.3.2. Камера с предварительным адиабатическим сжатием с

А]/(И~ 10й А/с (№36)
2.4. Камера с максимальным током 2 МА (№ 4)
2.5. Малоиндуктивная разрядная камера (№ 5)
2.6. Выводы
Глава 3. Методы диагностики
3.1. Измерение импульсных давлений
3.1.1. Стержневой пьезоэлектрический датчик
3.1.2. Стержневой оптический датчик
3.1.3. Задачи по разработке конструкции импульсного датчика давления
3.1.4. Разработка конструкции датчика
3.2. Оптические измерения
3.2.1. Теневой метод
3.2.2. Скоростная фотография
3.2.3. Измерение яркостной температуры
3.3. Рентгеновская диагностика
3.3.1. Регистрация собственного мягкого рентгеновского излучения (МРИ) разряда
3.3.2. Рентгеновское просвечивание
3.4. Электротехнические измерения
3.5 Выводы
Глава 4. Исследование эрозионных струй и эрозии электродов
4.1. Исследование эрозионных струй
4.1.1. Общая картина эволюции разряда
4.1.2. Определение параметров плазмы вблизи торцов электродов
4.1.3. Причины высоких приэлектродных падений
4.1.4. Влияние электродных струй на теплообмен между дугой и окружающим газом
4.2. Исследование эрозии электродов
4.2.1. Описание новой формы эрозии электродов, наблюдавшейся как выброс в виде полукольца
4.2.2. Зависимость величины эрозии от амплитуды разрядного

4.2.3. Оценки соотношения жидкой и паровой форм эрозии от плотности потока энергии на торец электрода
4.3. Выводы
Глава 5. Исследование сжатия канала разряда
5.1. Результаты экспериментов
5.2. Обсуждение результатов экспериментов
5.2.1. Разряд с амплитудой тока до 500 кА и вольфрамовыми электродами
5.2.2. Разряд с амплитудой тока до 1.6 МА со стальными электродами
5.2.3. Мягкое рентгеновское излучение

5.2.4. Образование высокотемпературной области разряда
5.2.5. Уменьшение яркости канала при его сжатии
5.3. Выводы
Глава 6. Разряд с предварительным адиабатическим сжатием
6.1. Результаты экспериментов
6.2. Оценка параметров канала разряда
6.3. Баланс энергии в разряде
6.4. Выводы
Глава 7. Колебания канала разряда
7.1. Акустические типы колебаний, возникающие в разрядной камере
7.2. Оценка величины сжатия канала разряда по изменению
напряженности электрического поля
7.3. Колебания канала разряда, связанные с выравниванием
магнитного и газокинетического давлений
7.4. Колебания интенсивности мягкого рентгеновского излучения
7.5. Выводы
Глава 8. Нагрев газа ударными волнами
8.1. Разряд в воздухе
8.2. Разряд в гелии
8.3. Определение доли энергии, выделившейся в ударной волне
8.4. Ускорение тел малой массы
8.5. Выводы
Заключение
Литература
Таблица 2.1.
Краткая характеристика установок, на которых проводились исследования.
Номер устано вки Обозначение в тексте ацаг, А/с )тах< кА Запасенная энергия, МДж Т/2, МКС Риач, МПа Рабочий газ Основные физические результаты, полученные на установке
1 ИМПП-1 ~108 200 0.1 -10 2000 0.1 -4 водород гелий азот аргон Турбулентный режим нагрева и высокие приэлектродные падения напряжения на Н2. Скорости расширения канала.
2 Диагности ческая камера ~109 500 0.2 400 0.1-4 водород воздух Распространение фронта фотоионизации. Образование струй. Причины турбулентного нагрева газа. Исследование приэлектродных зон и новых форм эрозии.
За Камера с предварительным адиабатическим сжатием. ~ Ю10 200 0.3 700 350 водород Напряженность поля при сверхвысоких давлениях. Приэлектродные падения.
36 Камера с предварительным адиабатическим сжатием. -10" 500 0.3 100 5-200 водород Увеличение плотности энергии в канале за счет взаимодействия колебаний различного типа.
4 Камера с •1п,аХ~2МА. ~ 10" 2000 0.6 100 5-30 водород гелий Колебания диаметра канала, связанные с выравниванием магнитного и газокинетического давлений. Радиационное сжатие канала разряда. МРИ из канала. Образование высокотемпературной зоны по оси.
5 Малоиндуктивная разрядная камера. ~ ю12 600 0.03 4 0.1 - 15 гелий азот воздух Нагрев газа ударными волнами. Измерение давления по оси разряда и его распределения по радиусу.