Тепловое состояние стержневого вольфрамового катода в среде аргона

• Автор: Замбалаев, Жамьян Жамбалович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 200 с.

Оглавление
Обозначения
Введение
Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи
§1.1. Дуга с нестационарными пятнами
§ 1.2. Дуга со стационарным контрагированным пятном
§ 1.3. Дуга без пятна
§ 1.4. Переход от нестационарных пятен к стационарному
пятну
§ 1.5. Переход от дуги со стационарным контрагированным
пятном к дуге без пятна
§ 1.6. Теоретические модели катодной области
электрической дуги
§ 1.7. Постановка задачи
Глава 2. Методика определения параметров катодной области

§ 2.1. Измерение температуры в зоне контакта дуги с
электродом
§ 2.2. Методика измерения распределения яркости на торце
катода
§ 2.3. Расчет распределения температуры
§ 2.4. Расчет теплового состояния электрода
§ 2.5. Параметры, описывающие тепловое состояние катода

§ 2.6. Решение системы уравнений для прикатодной зоны

§ 2.7. Параметры, описывающие прикатодную зону88 § 2.8. Блок-схема методики определения параметров катодной области

Глава 3. Параметры катодной области электрической дуги
§ 3.1. Распределение температуры на торце электрода в зоне
привязки дуги к катоду
§ 3.2. Тепловое состояние электрода
§ 3.3. Эрозия стержневого вольфрамового катода
§ 3.4. Прикатодная зона
§ 3.7. Режим с немонотонным распределением яркости на
катоде
§ 3.6. Тепловое состояние электрода с присадкой. 120 § 3.7. Зависимость между плотностью теплового потока и
температурой катода
§ 3.8. Замкнутая математическая модель катодной области

Глава 4. Переходы из одного режима в другой
§4.1. Переход дуги от режима с быстроперемещающимися
пятнами к режиму со стационарным пятном
§ 4.2. Переход дуги с пятном к дуге без пятна
Заключение
Литература
Обозначения
I - ток дуги, А
{Э - тепловой поток, Вт
Тк - температура поверхности катода, К
с)к - плотность теплового потока, Вт/ м2
ик - катодное падение потенциала, В
ср0 - работа выхода материала электрода, В
(рэ - эффективная работа выхода материала электрода, В
X - плотность тока электронов эмиссии, А/м2
]]1 - плотность тока положительных ионов, А/ м2
j++ - плотность тока двукратно заряженных
положительных ионов, А/м2 Хоф - плотность тока «обратных» электронов, А/м2
X - плотность тока, А/м2
- доля ионного тока
и, - 1-ый потенциал ионизации, В
иъ - 2-ой потенциал ионизации, В
п0 - концентрация нейтральных частиц, 1/м3
пе - концентрация электронов, 1/м3
и.+ - концентрация однократно заряженных ионов, 1/м3
я.++ - концентрация двукратно заряженных ионов, 1/м3
Тп - температура плазмы в ионизационной зоне, К
уеТ - хаотическая составляющая скорости электронов, м/с
тгг - хаотическая составляющая скорости ионов, м/с
Ек - напряженность поля на поверхности катода, В/м

(электронов, ионов, нейтральных атомов). Уравнения движения записываются в виде:
- теие = -еЕ + ~ + теаУеа(ие ~иа) + те1уе1 (ис + иа) (1.6.3) ах п ах
Ми = еЕ + -&-т1вУ1в(и{+ие)-т1аУ1а(щ+иа) (1.6.4)
ах п ах
dun пт а
dx п dbc

--~L + maevai(ua-ue)+maivai(ua+ui) (1.6.5)
Начало координат находится на границе зон 3 и 4 (рис. 1.5) и направлено в сторону катода. В уравнениях (1.6.3-1.6.5) применены следующие обозначения: ие, и,, и() и Ре,Р,,Ро~ направленные
скорости и парциальные давления электронов, ионов и атомов соответственно, М - масса атома, Е - напряженность электрического поля, тк1 и vkl- приведенная масса и частота взаимодействия частиц сорта к с частицами I. Далее записываются уравнения неразрывности:
d(me) п з /л г
--/Зппа + ап (1.6.6)
dx d {nul) _ dx d{naua)
уЗппа-ап3 (1.6.7)
= j3nna-an3 (1.6.8)

Уравнение энергии в дифференциальной форме:

dTe d{nui)

eut l-J + W (1.6.9)

Уравнение состояние для трехкомпонентной плазмы:
р = пк(Те+Т1)+пакТ (1.6.10)
Условие, выражающее равенство нулю расхода:
Щ + Паиа = 0 (1.6.11)