Источник слабоионизированной неравновесной плазмы на основе импульсно-периодического режима отрицательного коронного разряда в потоке аргона

• Автор: Балданов, Баир Батоевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Анализ современного состояния исследований отрицательного коронного разряда.

1.2. Основные свойства и способы описания отрицательного коронного разряда.

1.2.1. Основные свойства отрицательного коронного разряда в конфигурации электродов острие-плоскость.

1.2.2. Гидродинамический подход в описании отрицательного коронного разряда.

1.2.3. Кинетический подход в описании отрицательного коронного разряда.

1.3. Импульсно-периодический режим (импульсы Тричела) как частный случай отрицательного коронного разряда.

1.4. Выводы.

ГЛАВА II. ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ОТРИЦАТЕЛЬНОГО КОРОННОГО РАЗРЯДА

2.1. Техника эксперимента и методики измерений параметров разряда.

2.1.1. Описание экспериментальной установки для создания отрицательного коронного разряда постоянного напряжения при атмосферном давлении.
2.1.2. Экспериментальные методы исследования коронного разряда.
2.2. Экспериментальные результаты исследований импульснопериодического режима отрицательного коронного разряда.

2.2.1. Напряжение зажигания
2.2.2. Особенности вольт-амперной характеристики разряда
2.2.3. Частотные характеристики разряда
2.2.4. Пространственное распределение потенциала
2.3. Выводы
Глава III. ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПАРАМЕТРЫ И ОБЛАСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОПЕРИОДИЧЕСКОГО РЕЖИМА
3.1. Влияние газодинамических факторов на основные параметры разряда и область существования
3.2. Влияние геометрических факторов на параметры разряда
3.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы.
Коронный разряд по сравнению с тлеющим и дуговыми разрядами исследован относительно слабо. Однако, в связи с открытыми новыми явлениями и эффектами [15,16], представляющими интерес как с позиции фундаментальной науки, так и с практической точки зрения в последние годы наблюдается интенсификация исследований коронного разряда. Научный интерес обусловлен тем, что, одним из основных отличительных особенностей разряда является то, что отрицательная корона в воздухе в области начальных токов представляет собой установившуюся последовательность регулярных токовых импульсов (импульсов Тричела) [42], природа которых раскрыта не полностью. Кроме того, локализация высокоэнергетичной области плазмы вблизи отрицательно заряженного острия позволяет моделировать прикатодные процессы газовых разрядов. С практической точки зрения интерес к коронному разряду обусловлен тем, что он нашел и находит широкое применение при конструировании газоразрядных устройств основанных на отрицательном коронном разряде (электросепарация, плазмохимические реакторы, электропокраска, электрофильтрация и т.д.) [23].
Нужно отметить, что до сих пор нет общепризнанной теории явления, что свидетельствует о сложности процессов происходящих в коронном разряде. Поэтому, в настоящее время, идет процесс накопления экспериментальных данных в широком диапазоне изменения параметров разряда и развитие модельных представлений об основных процессах ответственных за существование разряда. Следует отметить, что исследования коронного разряда обычно проводятся в сложных (молекулярных) газах, когда количество элементарных процессов, которые необходимо учитывать при моделировании очень большое и по многим из них нет справочных данных [18].
В этой связи представляет интерес возбуждение и исследование отрицательного коронного разряда в простом (одноатомном) газе [22]. Это позволит, в
Регистрация оптического излучения. Свечение отрицательного коронного разряда в импульсно-периодическом режиме, за исключением генерационной зоны, достаточно слабое. Возможно, это связано с малым вкладом электронов в перенос общего тока короны в большей части межэлектродного промежутка. Проведение оптических измерений короны требует применения высокочувствительной оптической аппаратуры и принятия, специальных мер для уменьшения интенсивности фонового свечения в лабораторном помещении. Однако только оптические методы исследования позволяют получать информацию о пространственно-временной структуре разряда, не внося при этом никаких искажений в эту структуру. Особое внимание это замечание имеет для отрицательной короны в коротких сантиметровых промежутках, когда размеры коронирующих электродов малы, так что внедрение в их объем или на поверхность каких-либо регистрирующих устройств не представляется возможным.
В данной работе оптические методы применялись как для исследования пространственно-временной структуры генерационных областей, так и структуры дрейфовой зоны короны как в импульсно-периодическом, так и в стационарном режиме без импульсов тока.
Эволюция свечения разряда в объеме и на электродах с ростом тока короны вплоть до ее перехода в искровой разряд регистрировалась с помощью цифрового фотоаппарата OLIMPUS С-990 ZOOM. Фотографирование свечения отрицательного коронного разряда проводилось при полном обзоре межэлектродного промежутка и в направлении, перпендикулярном оси симметрии электродов рис. 2.5.
Оптические исследования генерационной зоны отрицательной короны проводились с использованием микроскопа ОГМЭ-П2. При помощи микроскопа проводились измерения диаметра светящегося пятна на поверхности острия от величины тока разряда, а также изучалась пространственная структура областей короны вблизи катода рис. 2.6.