Исследование воздействия собственного магнитного поля на параметры плазменных струй в стационарном и импульсном вакуумном разряде

• Автор: Зверев, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 113 с.

1. Физические процессы в электровакуумных разрядах.

1.1. Катодные пятна и структура катодных плазменных струй

1.2. Температура, скорость движения и зарядовый состав плазмы в стационарных и импульсных вакуумных разрядах

1.3. Оценка влияния собственного магнитного поля на расширение струи в вакуум

1.4. Математические модели катодных плазменных струй

1.5.Выводы

2. Магнитогидродинамическая модель токонесущей плазменной струи .

2.1. Система МГД уравнений и ее возможные упрощения.

2.2. Квазиодномерная модель катодной плазменной струи.

3. Влияние собственного магнитного поля на формирование катодной плазменной струи в стационарных вакуумных дугах.
3.1. Граничные условия и решение МГД уравнений для стационарной плазменной макроструи.
3.2. Особенности движения плазмы и формирования поверхности струи на больших расстояниях от катода.
3.3. Повышение температуры и потенциала при магнитном сжатии плазменной струи
ЗАВыводы
4. Нагрев токового шнура и образование перетяжек в импульсном вакуумном разряде.
4.1. Граничные условия в прикатодной области для нестационарной
плазменной струи.
4.2. Решение нестационарных МГД уравнений методом крупных частиц
4.3. Исследование роли электронных потоков тепла и давления в уравнении
теплового баланса
4.4. Магнитное сжатие плазменной струи при быстром и медленном нарастании тока. Образование перетяжек.
4.5. Изменение параметров катодной плазменной струи при микросекундных импульсах тока.
4.6. Сжатие токового канала и повышение заряда ионов при усилении тока в импульсном вакуумном разряде.
4.7. Выводы.
Заключение
Литература


Результаты работы могут быть использованы на практике для целенаправленного выбора условий горения разряда амплитуды и длительности импульса тока, длины межэлектродного промежутка сцелью получения нужных характеристик плазменной струи поперечного размера, плотности, температуры, среднего ионного заряда. Интерес представляет также изучение с помощью модели условий получения ускоренных ионов в относительно низковольтных до 1кВ импульсных установках. Апробация работы. Результаты, изложенные в диссертации, докладывались на Всероссийской конференции по физике низкотемпературной плазмы Петрозаводск, , на семинаре в Иркутском Институте солнечноземной физики СО РАИ . ПИИ прикладной физики ИГУ. Публикации. Квазиодномерная модель токонесущей плазменной струи со свободной границей, позволяющая описать течение как стационарной, так и нестационарной струи с учетом собственного магнитного поля тока. Результаты расчета параметров стационарной катодной струи вакуумной дуги, свидетельствующие о неизбежном сжатии плазмы собственным магнитным полем на достаточно больших расстояниях от катода и повышении электронной температуры на одиндва порядка по сравнению с той, что получается в модели свободного сферического расширения плазмы. Модель развития перетяжки в нестационарной токонесущей плазменной струе, на основе которой получен критерий образования перетяжки и установлена связь степени сжатия и нагрева плазмы со скоростью нарастания разрядного тока. Установление связи между плотностью, температурой и ионным составом плазмы вакуумного разряда с длительностью и амплитудой импульса тока, протекающего в плазменной струе, создаваемой одиночным катодным пятном.