Исследование процессов конденсации и кластеризации в газодинамическом затворе генератора пучковой плазмы

• Автор: Джанибекова, Сапият Хисаевна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

1 Обзор литературы по методам вывода электронного пучка в атмосферу
1.1 Устройства вывода электронного пучка в плотные газовые среды
1.1.1 Выпуск пучка с помощью фольгового окна
1.1.2 Особенности вывода концентрированного электронного
пучка с помощью газодинамических окон
1.1.3 Методы снижения натекания газа
2 Экспериментальное исследование устройства, предназначенного для вывода электронного пучка в атмосферу
2.1 Принцип работы газодинамического затвора
2.2 Выбор замещающего газа
2.2.1 Требования к замещающему газу
2.2.2 Ресурсные возможности замещающего газа
2.3 Экспериментальная установка ’’Иней”
2.4 Программа проведения экспериментальных исследований
2.5 Расчет параметров струи паров воды, истекающих в вакуумную камеру
2.5.1 Расчет угла разворота потока Прандтля-Майера на кромке сопла при различных числах Маха без учета пограничного слоя в сверхзвуковой части сопла
2.5.2 Расчет геометрических характеристик висячего скачка
уплотнения, возникающего при истечения паров воды в вакуумную камеру
2.6 Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение

2.6.1 Обработка экспериментальных данных с помощью регрессионного анализа
2.6.2 Оценка откачных возможностей единицы площади криопанели
2.6.3 Ресурсные испытания узла выводного устройства на базе газодинамического затвора
2.6.4 Исследование откачных свойств криопанелей
3 Расчет конденсации паров воды, протекающей при работе газодинамического затвора, для определения влияния на инжектора, генерирующего электронный пучок
3.1 Математическое моделирование зародышеобразования в газовых струях, истекающих в вакуум
3.1.1 Равновесное распределение кластеров по размерам в ненасыщенном паре
3.1.2 Кинетика гомогенного кластерообразования
3.1.3 Кинетика гетерогенного кластерообразования
3.1.4 Кинетика роста кластеров
3.1.5 Учет кластеризации в уравнениях движения парокластерной смеси
3.2 Разработка математической модели истечения паров в вакуум
и алгоритмов ее решения
3.2.1 Уравнения характеристик
3.2.2 Конструирование сеточно-характеристических схем
3.2.3 Расчет внутренних точек
3.2.4 Расчет точек на границе
3.2.5 Выбор шага интегрирования
3.2.6 Вывод уравнения эволюции и граничного условия для
него

3.2.7 Метод характеристик для численного решения уравнения эволюции спектра
3.2.8 Численное моделирование течения газа с неравновесной конденсацией с расчетом спектра кластеров
3.3 Блок-схемы алгоритма расчетного модуля
3.4 Верификация математической модели
3.5 Результаты расчета
Литература

м 1 2 3 4 5
р, Па 2155.93 517.37 101.08 21.28 5.32 0
Таблица 2.2. Результаты расчета давления на срезе сопла
М 1 2 3 4 5
5° 119,5 89 63 45 32 4,3
Таблица 2.3. Углы полного разворота потока для сопел с различными числами Маха в выходном сечении сопла
Заданными параметрами для расчета являются - давление в окружающей среде, т.е. давление в вакуумной камере; р0 - полное давление в потоке. Параметры 2, Р2, М2 и а2 - рассчитываются. Для определения 5, нужно решить следующие уравнения:
1±1.„С(2.5.4)

СИ = агсвт—;
<• п д1=а1+<р1В данном случае задано только число Маха на срезе сопла Мъ а вычисляются: , <р, и о?1
результаты расчета угла 5 для рассматриваемых случаев приведены в табл. 2
На рис. 2.7 с использованием результатов, приведенных в табл. 2.3, представлены схемы расположения сопел с различными числами Маха и соответствующими им углами 5 внутри вакуумной камеры. Из этого рисунка видно, что до числа = 4 вся поверхность криопанелей находится под воздействием паров воды и только при числе М — 5 пары воды воздействуют на. центральный диск и на половину площади боковой криопанели.