Термическая плазма с заряженными макрочастицами : Методы диагностики и результаты исследований

• Автор: Петров, Олег Федорович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 275 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Определение параметров макрочастиц в термической плазме из измерений рассеяния и поглощения света
1.1. Основные положения теории элементарного рассеяния света
1.2. Применение теории Ми для измерений макрочастиц в термической плазме
1.3. Влияние вида распределения по размерам и его формы на оптические свойства полидисперсных макрочастиц
1.3.1. Модельный метод решения задач теории элементарного рассеяния
1.3.2. Влияние вида и формы функции распределения частиц по размерам на эффективность ослабления излучения
1.3.3. Влияние вида и формы функции распределения частиц по размерам на вероятность выживания кванта
1.3.4. Влияние вида и формы функции распределения частиц по размерам на параметр анизотропии индикатрисы рассеяния
1.4. Заключение и выводы по главе
ЛИТЕРАТУРА
ГЛАВА 2. Лазерные методы диагностики макрочастиц в термической плазме
2.1. Двухцветовой лазерный счетчик
2.1.1. Применение оптических счетчиков для измерений макрочастиц

2.1.2. Диагностика частиц в потоке термической плазмы
2.1.3. Модельные измерения
2.2. Определение коэффициента диффузии и кинетической температуры макрочастиц методом корреляции фотонов
2.3. Диагностика упорядоченных структур макрочастиц
2.3.1. Метод визуализации
2.3.2. Лазерный время-пролетный счетчик
2.3.3. Метод дифракции оптического излучения
2.4. Заключение и выводы по главе
ЛИТЕРАТУРА
ГЛАВА 3. Определение средних размеров, концентрации и показателя преломления макрочастиц в термической плазме методом апертурной прозрачности
3.1. Метод апертурной прозрачности
3.1.1. Основные уравнения
3.1.2 Влияние показателя преломления на измерение ослабления
при малых апертурных углах фотоприемника
3.1.3. Влияние формы полидисперсного распределения на измерение ослабления при малых апертурных углах фотоприемника
3.1.4. Результаты тестовых измерений
3.1.5. Влияние экспериментальных ошибок на восстановление размера и показателя преломления частиц
3.2. Применение апертурного метода для определения размеров и концентраций частиц в оптически плотных средах
3.2.1. Коррекция многократного рассеяния в измерениях ослабления света при различных апертурных углах фотоприемника

3.2.2. Экспериментальный анализ корректировочных факторов
3.3. Заключение и выводы по главе
ЛИТЕРАТУРА
ГЛАВА 4. Спектрорадиометрический метод определения параметров макрочастиц в термической плазме
4.1. Определение температуры макрочастиц с использованием аппроксимаций спектральной излучательной способности
4.1.1. Основные уравнения
4.1.2. Спектральная зависимость вероятности выживания
кванта
4.1.3. Ошибки определения температуры частиц при использовании спектральной аппроксимации излучательной способности
4.2. Определение средних размеров и комплексного показателя преломления макрочастиц
4.2.1. Одновременное определение нескольких параметров макрочастиц в плазме
4.2.2. Спектрометрический метод
4.2.3. Границы применимости спектрометрического метода
4.2.4. Погрешность восстановления параметров макрочастиц спектрометрическим методом
4.3. Заключение и выводы по главе
ЛИТЕРАТУРА
ГЛАВА 5. Экспериментальная установка и диагностический комплекс для изучения термической плазмы с макрочастицами
5.1. Экспериментальный стенд
5.2. Диагностический комплекс

частиц со средним параметром дифракции <р> < 100, и показателем преломления т=п-Ис, где 1.4<я<2.4, 0<&<0.03 и 0.3<&<1.4.
1.3.2. Влияние вида и формы функции распределения частиц по размерам на эффективность ослабления излучения Эффективность ослабления излучения элементарным объемом полидисперсной среды определяется следующим соотношением:
а*-о*!® (1.26)
где 5 = к г2/(Й)<Ж - средняя площадь частиц.
Для больших частиц с параметром дифракции р» 1 величина 0(,„ не зависит от показателя преломления и функции распределения исследуемых частиц - 0„, = 2, для частиц с р« 1, эффективность ослабления определяется формулами Рэлея [1,22].
Для того, чтобы рассмотреть влияние вида и формы распределения /(Я) на эффективность ослабления частиц, размеры которых сравнимы с длиной волны зондирующего излучения, была исследована зависимость от заутеровского диаметра В32 частиц для модельных функций /'г(Я), /3(Я) и функции Гаусса. Зависимость QaЛ от В32 для частиц угля (»1=1.8-О.б!) и окиси кремния 8Ю, ( т= 1.55 ) при изменении формы функции распределения показана на рис. 1.1 а,б. На рис. 1.2 приведены кривые для сравнения зависимостей эффективности ослабления ()а1(032) частицами различных материалов для распределения Гаусса с <т - 0.3« 21п2.
Точками на графике обозначены значения Ое11 для экспоненциальностепенного распределения /2(Яг) с параметрами, приведенными в таблице