close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000101136

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Мухаева Дина Васильевна
ЭЛЕКТРО- И ЭНЕРГОПЕРЕНОС В ПРИКАТОДНОИ ОБЛАСТИ
ДУГОВОГО РАЗРЯДА
Специальность 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Улан-Удэ-2005
Работа выполнена в Отделе физических проблем при Президиуме Бурят­
ского научного центра СО РАН
Научный руководитель:
доктор физико-математических наук,
профессор
Г.-Н.Б. Дандарон
Официальные оппоненты:
доктор технических наук,
профессор
Э.К. Урбах (Институт теплофизики
СО РАН)
кандидат технических наук,
доцент
Ш.-Б.Б. Батуев (Восточно-Сибирский
государственный технологический
университет)
Ведущая организация:
Институт теоретической и прикладной
механики СО РАН (г. Новосибирск)
Защита диссертации состоится « \ » декабря 2005 г. в J 0 часов на заседа­
нии диссертационного совета Д М 212.039.03 в Восточно-Сибирском го­
сударственном технологическом университете по адресу: 670013, г. УланУдэ, ул. Ключевская, 40В.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Восточно-Сибирского
государственного технологического университета.
Автореферат разослан «1» ноября 2005 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор технических наук
<^f^
Бадмаев Б.Б.
Ш^
1Ш^
И<^б7^в
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Широкое применение разнообразных элек­
тродуговых плазменных устройств в различных областях науки и техники
выдвигает строгие требования к надежности и долговечности аппаратов.
Продолжительность работы электродугового устройства напрямую свя­
зана с устойчивостью электродов к эрозии, т.к. наиболее подверженным
разрушению элементом в данных устройствах является электрод. Су­
ществуют различные методы увеличения ресурса непрерывной работы
плазменных устройств, например, быстрое перемещение дуговых пятен
по поверхности, применение защитных сред для электродов и т.п. Сре­
ди них одним из наиболее перспективных методов является регенера­
ция материала катода за счет осаждения ионов и атомов из углеродосодержащей плазмообразующей среды, которая способна обеспечить во­
зобновление катода. Суть исследований, направленных на создание
возобновляющегося катода заключается в определении необходимых
условий, при которых устанавливается соответствие количества уноси­
мого и количества осаждаемого материала на поверхности катода. Ана­
лиз этого направления исследований показал, что работы носят в ос­
новном технический характер и сосредоточенны на эмпирическом по­
иске реализации режима возобновления катода. На фоне технических
разработок почти отсутствуют теоретические исследования режима во­
зобновления катода. При этом только выявление физической сущности
процесса может оказать помощь для дальнейшего развития технологии.
Таким образом, актуальность темы диссертационной работы определя­
ется необходимостью теоретического подхода к исследованию катодных
процессов горения дуги при возобновлении катода.
На современном этапе в теоретических исследованиях применяется
модельный подход. Анализ современных теоретических моделей катод­
ных процессов дуги позволяет констатировать факт: теоретическое мо­
делирование катодных процессов на сегодняшний день вынужденно
опираться только на предположения о характере поведении потенциала
электрического поля в прикатодной области дугового разряда. На сего­
дняшний день сосуществуют два предположения о поведении потен­
циала электрического поля у катода: монотонное и немонотонное, что
свидетельствует о противоречивости представлений в этом вопросе,
которая требует своего разрешения. Поэтому любому теоретическому
моделированию катодных процессов необходимо предварительное ис­
следование вопроса поведения потенциала электрического поля в при­
катодной области дугового разряда.
Цель работы. Исследовать режим горения дуги, обеспечивающий
возобновление углеродного катода, используя методы моделирования
I.
POC. НАЦИО.ЧЛ.Ч^' / Я
БИ6ЛИ0ТЕКА
^"^JdJ'
катодных процессов для дуги с углеродным возобновляющимся катодом.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1.
Исследовать поведение характеристик электрического поля в
слое пространственного заряда прикатодной области дугового разряда
атмосферного давления.
2
Определить границы существования дуги без катодного пятна с
целью уменьшения эрозии электрода и выработать принцип организации
катодных процессов, позволяющих обеспечить длительный ресурс работы
плазменного устройства.
3.
Разработать методику определения прикатодных характери­
стик режима горения дуги при возобновлении углеродного катода и
изучить пределы его существования.
Научная новизна работы:
1.
Разработана качественная модель процессов формирования
слоя пространственного заряда в прикатодной области дугового разряда
атмосферного давления. Движение ионов и электронов рассматривается
как движение моноэнергетических пучков. На основе разработанной
модели впервые теоретически получена картина пространственного
распределения характеристик электрического поля, концентраций ио­
нов и электронов внутри слоя пространственного заряда прикатодной
области дугового разряда атмосферного давления.
2.
Показано, что поведение характеристик электрического поля
в слое пространственного заряда прикатодной области дугового разряда
атмосферного давления имеют разный характер для разных видов
«привязок» дуги к катоду и установлен режим горения дуги, при кото­
ром возможен режим рециркуляции ионов и атомов в катодной области.
3.
На основе метода интегральных балансов проведен деталь­
ный анализ параметров прикатодной области, определяющих особенно­
сти режима горения дуги при возобновлении углеродного катода.
4.
Впервые показано, что режим возобновления имеет очень уз­
кую область существования, сводящуюся к одной точке из всей плоско­
сти возможных режимов горения дуги.
Практическая значимость полученных результатов.
1
Обнаруженные различия в поведении характеристик элек­
трического поля для дуг с разными видами привязки к катоду следует
учитывать при моделировании катодных процессов.
2.
Разработанная методика определения режима возобновления
углеродного катода может быть использована для оптимизации режи­
мов работы плазмотронов
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1. Полученная качественная картина поведения характеристик элек­
трического поля в слое пространственного заряда показывает, что в дуге
атмосферного давления распределение потенциала электрического поля
носит немонотонный характер.
2. Поведение потенциала электрического поля в прикатодной об­
ласти дугового разряда высокого давления меняет немонотонный харак­
тер на монотонный с некоторого значения плотности положительного
пространственного заряда. Данное значение плотности положительного
пространственного заряда соответствует плотности ионного тока, которая
сопоставима с критической плотностью тока, характеризующей переход
«привязки» дуги к электроду от контрагированного к диффузному виду
(при этом виде «привязки» дуги к катоду возможен режим рециркуляции
атомов и ионов в катодной области и увеличение ресурса работы плаз­
менного устройства).
3. Режим горения дуги при возобновлении углеродного катода реа­
лизуется только в одной точке на плоскости множества возможных режи­
мов горения дуги, обеспечиваемых диапазоном размеров сформировавше­
гося углеродного катода. Данному режиму соответствует нулевая плот­
ность теплового потока на поверхности катода, и его поддержание обес­
печивается минимальными энергозатратами при выполнении закона пол­
ного тока Режим горения дуги при возобновлении катода существует при
различных значениях силы тока. Параметры прикатодной области дуги
эгого режима не меняют своих значений при изменении силы тока, изме­
нению подвержены только размеры сформировавшегося катода.
4. Разработанный подход, основанный на методике получения па­
раметров прикатодной области адаптированной к условиям возобновле­
ния катода, успешно определяет пределы режима горения дуги, который
обеспечивает условия для возобновления катода.
Достоверность полученных результатов и обоснованность научных
положений подтверждается согласованностью результатов при расчете
прикатодных характеристик различными численными методами, сравне­
нием теоретических результатов с литературными данными по прикатодным параметрам, использованием современного математического пакета
MathCad2000 PRO фирмы Mathsoft,
Личный вклад автора.
Результаты, изложенные в диссертации, получены лично автором.
Автор участвовал в формулировке цели и задачи исследований. Автор
лично проводил расчеты для получения картины поведения характеристик
электрического поля в слое пространственного заряда дуги атмосферного
давления, проводил расчет параметров прикатодпой области дуги с во­
зобновляющимся катодом, обобщал результаты и делал выводы.
Апробация работы.
Основные результаты диссертации были изложены и обсуждены на
следующих научных конференциях: Конференциях по фундаментальным
и прикладным проблемам физики (Улан-Удэ, 1999, 2001, 2004); на Меж­
дународных конференциях «Радиационно-термические эффекты и про­
цессы в неорганических материалах» (Томск, 2000, 2002, 2004); Между­
народных научно-практических конференциях «Энергосберегающие и
природоохранные технологии на Байкале» (Улан-Удэ, 2001, 2005); Меж­
дународная научная конференция «Возобновляемые источники энергии
для устойчивого развития Байкальского региона» (Улан-Удэ, 2001), Меж­
дународной конференции «Актуальные проблемы современной науки»
(Самара, 2001, 2005), на 9-ой Всероссийской научной конференции сту­
дентов-физиков и молодых ученых (Екатеринбург-Красноярск, 2003); на
XV Международном совещании «Радиационная физика твердого тела»
(Севастополь, 2005)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ (1 рецен­
зируемая статья в центральном журнале, 14 докладов в трудах конферен­
ций)
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
трех глав, основных результатов и списка используемой литературы из 92
наименований Общий объем диссертации 98 страниц, содержит 14 ри­
сунков и 3 таблицы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, пред­
ставлены цель работы, научная новизна и практическая значимость по­
лученных результатов, а также научные положения, выносимые на за­
щиту.
В первой главе дано описание различных видов дуг. На основе ли­
тературных данных рассмотрены технические разработки возобнов­
ляющихся катодов, показана недостаточная теоретическая изученность
этого направления Кратко описаны существующие способы моделиро­
вания катодных процессов. Показано, что моделирование кагодных
процессов опирается на предположения о поведении электрического
поля в прикатодной области (характер поведения электрического поля
внутри прикатодной области не исследован ни экспериментально, ни
теоретически).
На основании анализа литературных данных сформулированы цель
и задачи исследования.
Во второй главе представлен расчет характеристик электрического
поля в слое пространственного положительного заряда прикатодной
области дуги атмосферного давления с термоэмиссионным катодом В
модели слоя пространственного заряда движение заряженных частиц
было представлено как движение моноэнергетических пучков. Процес­
сы ионизации и рекомбинации не имеют места, т.к. согласно классиче­
ским моделям принято, что слой пространственного заряда является
бесстолкновительным, т е электроны на поверхности катода, имея не­
которую среднюю энергию, начинают свое движение с поверхности
катода и ускоряются электрическим полем. Ионы, имея на границе
столба дуги с прикатодной областью некоторое значение средней энер­
гии, движутся в сторону катода Температура электронов принята рав­
ной температуре поверхности катода, температура ионов принята рав­
ной температуре плазмы столба дуги. Значения температур остаются
постоянными. Система уравнений для данной модели прикатодных
процессов записывалась следующим образом
dE
dx
е 1
dx
.), (2)
£Q
4«,v,)^^
(3)
dx
4"eVc-)^Q
dx
от,«,v,
dx
/п, /7
V,
= n,eEdv,
dx
(4)
dP,
dx
-«,w,v,v„„ .,
.(5)
= И , eE-
dP, ^
dx
(6)
P,=n,kT,,
P,=n,kT,,
где и ~ потенциал электрического поля, Е - напряженность электриче­
ского поля, е - заряд электронов, е^ - диэлектрическая проницаемость
вакуума, «, - концентрация ионов, п^, - концентрация электронов, v, скорость ионов, \\ - скорость электронов, от, - масса иона, т^ - масса
электрона, v,,,, =CT^,«,V, - частота столкновений тяжелых частиц, а^ сечение столкновения тяжелых частиц, Р, - парциальное давление ионов.
Р^ - парциальное давление электронов, Т, - температура ионов, Т^ температура электронов.
Граничные условия к системе уравнений ( 1 - 6 ) задаются на поверх­
ности катода jc = О .
Потенциал на поверхности катода V(Q) = О.
(7)
Напряженность электрического поля у катода определяется по фор­
муле Маккоуна, выведенного для биполярного движения зарядов
£(0) = -£;,= ' '^^'^^} ((1 - ^ ) . > ; - s-^m,),
(8)
\,
^
О.
I/O
здесь J - полная плотность тока в прикатодной области (задаваемая ве■ ом
личина), и к - прикатодное падение потенциала, i = j
е(р
тронного тока, yf" = Л, Г/J ехр
- доля элек-
- плотность тока эмиссии, Т^^ -
температура катода, (р - работа выхода, к - постоянная Больцмана.
Концентрация ионов у катода
4(\-s)j
(9)
ev.n
получена из равенства выражении у, =
и у, = (1 - j w , здесь v,o -
4
скорость ионов у катода (выражение представлено ниже).
Концентрация электронов у катода
4Л|Г/^ехр
"ЛО) = "б'0 =
получена из равенства j^ =
,
evV-O
(10)
и j^ = A^Tj^ ехр -
здесь v^Q - скорость электронов у катода (выражение представлено ниже).
Скорость ионов у катода
\ топ.
\
т.
ионы начинают свое движение в прикатодной области от границы со
столбом дугового разряда Т, - Т"" и заканчивают его на катоде, ускоря­
ясь в поле слоя прикатодного падения потенциала.
Скорость электронов у катода
v.(0) = v,o=|^*^'^-,
(12)
в выражении Т^ = Т,( , т.к. источником электронов в прикатодной области
является катод.
Преобразование системы уравнений, описывающей процессы в
слое пространственного заряда, позволило ее решить численными ме­
тодами.
На основе решения уравнения Пуассона совместно с уравнениями
непрерывности и движения получена качественная картина распреде­
лений характеристик электрического поля и концентраций заряженных
частиц (рис. 1 и 2). Расчет показал, что распределение потенциала в
прикатодной области дуги атмосферного давления носит немонотонный
характер. Сделано предположение, что подобный характер поведения
обусловлен высоким значением концентрации ионов на катоде.
На основании этого предположения проведена оценка критическо­
го значения плотности положительного заряда и вычислен соответст­
вующий этому значению ионный ток на катод, превышение которого
приводит к немонотонному характеру распределение потенциала.
Сравнение полученной ионной плотности тока с критической плотно­
стью тока, при которой происходит переход диффузной «привязки»
дуги в контрагированную, сделан вывод, что распределение потенциала
в прикатодной области носит немонотонный характер при реализации
режима горения дуги с контрагированным пятном.
В этой связи для теоретического исследования способа увеличения
длительности работы катода за счет осаждения ионов и атомов из углеродосодержашей плазмообразующей среды на поверхность катода, и
рециркуляции катодного материала (т.е. его испарения, ионизации и
возврата на поверхность катода) выбрана классическая модель катод­
ной области дуги, т.к. процесс возобновления катода обеспечивается
режимом горения дуги с диффузной «привязкой» к катоду,
В третьей главе представлено исследование режима горения дуги с
возобновляющимся углеродным катодом, т.е. катодом, возобновляю­
щимся за счет осаждения атомов и ионов на поверхность катода и их
рециркуляции, и исследование пределов его существования. Дуга с во­
зобновляющимся катодом является дугой с диффузной «привязкой».
Поэтому для описания катодных процессов использована классическая
модель и методика получения параметров прикатодной области, в ос­
нове которой лежит система уравнений интегральных балансов. Рас­
сматриваемая в данной главе задача решается при следующих предполо­
жениях. Диссоциация углеводорода осуществляется в столбе дуги. Посту­
пающая из столба дуги в прикатодную область энергия диссоциации по
предварительным оценкам пренебрежимо мала. В виду большего сечения
ионизации и меньшего потенциала ионизации углерода по сравнению с
водородом принято, что в ионизационной зоне происходит термическая
ионизация только атомов углерода, (полагается, что температуры элек­
тронов и тяжелых частиц равны) и что при столкновении ионов углерода
с поверхностью катода (углерода) коэффициент аккомодации равен еди­
нице Углеродный катод работает в режиме возобновления. Баланс частиц
на поверхности поддерживается за счет температурного режима работы
«истинного» катода, т е. температура поверхности равна температуре суб­
лимации углерода Это связано с тем, что углерод не способен находится
в твердой фазе при температуре поверхности «истинного» катода, которая
превышает температуру сублимации углерода. Тогда при температуре
поверхности «истинного» катода ниже температуры сублимации углерода
возникают благоприятные условия для роста «истинного» катода. Про­
цесс роста «истинного» катода останавливается, когда температура по­
верхности достигает значения температуры сублимации углерода. Счита­
ется, что распределение плотности тока по поверхности катода является
однородным. В переносе тока участвуют электроны эмиссии, ионы и об­
ратные электроны, движущиеся от плазмы к поверхности катода
С учетом изложенных предположений система уравнений интеграль­
ных балансов записывается в следующем виде'
7 = УГ+У,-У:'^Л13)
ATi( ехр
7с-
обр
(14)
'< J
77,(15)
J,
J f
'еср,,,^
(16)
■■ Jc е х р n I,
J, =
en,
кТ"
man I
(17)
(18)
Jc
10
=2
27т ^кТ"-' /2
8,
8а
ехр
eV, ^
кТ"
(19)
< ' = « ; " , (20)
р = („;'+«;'+„;")t7'",
ит"'
(21)
(22)
тип,
%кТ"'
(23)
ттг,,
q^-qV'+qf,
Я, =],
ОМ
i-A'P
_
Че
."Чг
J <i
(25)
■{и,~<Р.ф)
2-е
Яс
(24)
-ЭУ
/-О/ГЧ
=Ja
(РофЛЩ
<Роф + ,
кГ'
(27)
2-е
jruK=j.\u,-^: кг
+ 1^
кТ"
'
2-е
(28)
Здесь / - плотность полного I тока;
у,,?" - плотность тока электронов; /, ■ е
плотность тока ионов, у""^ ~ плотность тока обратных электронов; y j плотность хаотических электронов; у,'' - плотность хаотических ионов;
п"'
- концентрация электронов плазмы; п"'
м ы ; п"'
- концентрация ионов плаз­
- концентрация атомов; v " ' " " - тепловая скорость электронов;
v"'™' - тепловая скорость ионов; i?, - плотность теплового потока ионов;
q^" - плотность теплового потока электронов эмиссии; q'f'^ - плотность
теплового потока обратных электронов; q"'
ка из плазмы в катод; Т"'
- плотность теплового пото­
- температура равновесной плазмы; (7/^ - при-
катодное падение потенциала; А - постоянная Ричардсона; е - заряд
электрона; к - постоянная Больцмана; А - постоянная Планка; т^
масса
-
электрона, Гд- - температура поверхности «истинного» катода;
(Р-,ф - эффективная работа выхода; g, - статистический вес иона; g„ -
11
статистический вес атома; U, - потенциал ионизации атома; /и, - масса
иона; п - число Пифагора.
Система уравнений (12 - 28) не замкнута, поэтому дополняется те­
пловой задачей, входными параметрами которой являются размеры
формирующегося катода, для определения параметра q"^ :
d
dT
dx
dx
- ~Й1ай ~'
\2
41
(29)
ml'
X = 0,T = TO,{TO=293K),
(30)
х^ЦТ=Т,-,(т^^Т,уо=тОк),
(31).
Аналитическое решение тепловой задачи (29 - 31)
Г(л) = з ( - 3 / ' Д " ^ ' % 2 ^ 3 Я ^ ,Va
Lx +
2
2
2
2
суб
■in
):*л'Т
.(32)
позволяет определить плотность теплового потока в катод
q"-'=-A.gradT^^,^-
P-JL)
--^ , 2 V^o^ -i'^o
(33)
2
3
JaL
Проведенное преобразование системы уравнений (12 - 28) - (29 31) подготовило ее к решению численными методами.
Варьирование размеров сформировавшегося катода позволило по­
лучить множество вероятных режимов горения дуги при возобновлении
катода, с соответствующими профилями температуры в теле «истинно­
го» катода, которые носят квадратичный характер (рис. 3). Поэтому
температуре поверхности катода соответствует два профиля температу­
ры в теле катода. Из этого множества выделена серия режимов, при
которых температуре поверхности катода соответствует единственный
профиль. Видно, что для серии удовлетворяется условие
=0 при
dx
Т(1) = Тф, что свидетельствует о нулевом значении плотности тепло­
вого потока в катод Полученная серия режимов соответствует зависи^^ ,. mi' 4'^суо -д/^о
мости L{d)=
на рис. 3 и характеризуется мини/ ,
Пр.а
мальными энергозатратами на собственное поддержание. Проведенный
анализ всего множества режимов горения дуги на выполнение закона
полного тока показал, что закон выполняется только для серии режи­
мов, представленных зависимостью L(d) при Oiao-j) (рис. 3). Значения
12
параметров прикатодной области для этой серии представлены в
табл. 1.
Видно, что режим горения дуги при возобновлении катода требует
на поддержание минимальные энергозатраты при выполнении закона
полного тока, т.е. показано, что пределы существования режима горе­
ния дуги при возобновлении катода, сосредоточены в одной точке на
плоскости множества режимов.
Варьирование значений силы тока дуги показало, что режим горения
дуги при возобновлении катода существует при различных значениях си­
лы тока. Параметры прикатодной области дуги этого режима не меняют
своих значений при изменении силы тока, изменению подвержены только
размеры сформировавшегося катода.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
1. Разработанная модель, описывающая процессы в слое простран­
ственного заряда позволяет получить качественную картину поведения
электрического поля и распределение концентраций заряженных частиц в
прикатодной области и понять механизм функционирования катодной
области электрической дуги. На основе чего для теоретического исследо­
вания метода увеличения ресурса плазменного устройства за счет осажде­
ния ионов и атомов на поверхность катода и их рециклинга в прикатодной
области выбрана модель описания катодных процессов.
2. Изучено поведение характеристик электрического поля и распре­
деление концентраций ионов и электронов в слое пространственного за­
ряда дуги атмосферного давления. Оценена плотность нескомпенсированного положительного объемного заряда, при которой поведение потен­
циала в слое пространственного заряда меняет монотонный вид на немо­
нотонный. На основе сопоставления ионной плотности тока, соответст­
вующей оцененному значению плотности положительного объемного
заряда, при которой меняется вид поведения потенциала, с критической
плотностью тока, характеризующей переход от диффузной к контрагированной привязке дуги к катоду, показано, что распределение потенциала
электрического поля имеет максимум в прикатодной области при горении
дуги с контрагированым пятном.
3. Изучены особенности режима горения дуги при возобновлении
углеродного катода. Установлено, что данному режиму соответствует
нулевая плотность теплового потока на поверхности катода при выполне­
нии закона полного тока. Поддержание данного режима обеспечивается
минимальными энергозатратами. Пределы существования этого режима
горения дуги сосредоточены в одной точке на плоскости множества воз-
13
можных режимов горения дуги, обеспечиваемых диапазоном размеров
сформировавшегося углеродного катода. Режим горения дуги при возоб­
новлении катода существует при различных значениях силы тока Пара­
метры ирикатодной области дуги этого режима не меняют своих значений
при изменении силы тока, изменению подвержены только размеры сфор­
мировавшегося катода
4 Разработанный подход, основанный на адаптированной методике
получения параметров прикатодной области к условиям возобновления
катода, успешно определяет пределы режима горения дуги, обеспечи­
вающий условия для возобновления катода
О С Н О В Н Ы Е П У Б Л И К А Ц И И ПО Т Е М Е Д И С С Е Р Т А Ц И И
1 Дандарои Г -Н Б , Мухаева Д.В Режим горения дуги с углерод­
ным возобновляющимся катодом // Теплофизика высоких температур. 2004 ~Т.42., №2.-0.208-213
2 Мухаева Д В., Дандарон Г -И.Б., Голыш В.И. Исследование во­
зобновляющегося катода // Тез. докл. I конф. по фундаментальным и при­
кладным проблемам физики. -Улан-Удэ, 1999. -С.58-59.
3 Мухаева Д.В., Дандарон Г.-Н.Б., Голыш В.И. О толщине углерод­
ной пленки возобновляющегося катода // Сб. науч. тр. Сер. Физ.-мат.
Вып. 4. - Улан-Удэ, 1999 - С П 1-116.
4. Дандарон Г.-Н.Б., Мухаева Д.В. Катодные процессы электриче­
ской дуги с возобновляющимся катодом // Тез. докл 2-ой Междунар.
конф. «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических
материалах». - Томск, 2000. - С.30-32.
5. Дандарон Г.-Н.Б., Мухаева Д.В. Область существования режима
восстановления катода образующегося из углеродосодержащей плазмооб­
разующей среды // Сб. матер. Междунар. науч.-практ. конф. «Энергосбе­
регающие и природоохранные технологии на Байкале». -Улан-Удэ, 2001.
- С . 175-178
6 Мухаева Д.В, Дандарон Г.-Н. Б, Режим восстановления катода,
образующегося из углеродосодержащей плазмообразующей среды // Ма­
териалы Междунар. науч. конф. «Возобновляемые источники энергии для
устойчивого развития Байкальского региона». - Улан-Удэ, 2001. - С.7682.
7. Мухаева Д.В, Дандарон Г.-Н.Б. Область работы катода, обра­
зующегося из углеродосодержащей плазмообразующей среды в режиме
восстановления // Тез докл. Междунар. конф. молодых ученых и студен­
тов «Актуальные проблемы современной науки». - Самара, 2001. - 4.1. С.110-111.
14
8. Дандарон Г.-Н.Б., Мухаева Д.В. Восстановление углеродного ка­
тода, формирующегося из плазмообразующей среды // Труды III Междунар конф. «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганиче­
ских материалах» - Томск, 2002. - С. 159-162.
9 Мухаева Д.В. Оптимальный режим работы возобновления угле­
родного катода, формирующегося из плазмообразующей среды // Сб. тез.
докл. Девятой Всерос науч. конф. студентов-физиков и молодых ученых.
- Екатеринбург-Красноярск, 2003. - Т . 1 . - С.459-460.
10 Дандарон Г-Н.Б., Мухаева Д В. Катодные процессы электриче­
ской дуги с угольным катодом в углеродосодержащей среде // Тез. докл. II
конференция по фундаментальным и прикладным проблемам физики. Улан-Удэ, 2004 - С 18-20.
11 Дандарон Г.-Н Б., Мухаева Д В. Горения дуги с формирующимся
из плазмообразующей среды углеродным катодом, который работает в
режиме возобновления // Труды IV Междунар. науч. конф. «Радиационнотермические эффекты и процессы в неорганических материлах». - Томск,
2004.-С 172-176.
12 Дандарон Г.-Н.Б., Мухаева Д.В. Характер поведения электриче­
ского поля в прикатодной области дугового разряда // Материалы III Ме­
ждунар. науч -практ. конф. «Энергосберегающие и природоохранные тех­
нологии» (встреча на Байкале), посвященной памяти академика РАН М.Ф.
Жукова. - Улан-Удэ, 2005. - С. 119-122.
13. Дандарон Г.-Н.Б , Мухаева Д В. Горение дуги при возобновлении
углеродного катода // Труды X V Междунар. Совещ. «Радиационная физи­
ка твердого тела» - М,, 2005. - С. 269-273.
14 Мухаева Д В. Электрическое поле в прикатодной области дугово­
го разряда // Труды 1-го Междунар. Форума (6-ой Междунар. Конф.) мо­
лодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки». Самара, 2005 - Ч 5-7.-С.25-28.
15. Дандарон Г.-Н Б, Мухаева Д.В. Теоретический подход к иссле­
дованию режима горения дуги при возобновлении формирующегося из
плазмообразующей среды углеродного катода // Сб. докл. III конф. по
фундаментальным и прикладным проблемам физики (молодых ученых,
аспирантов и студентов) - Улан-Удэ, 2005. - С.62-67.
15
Таблица 1
Параметры прикатодной области для серии режимов горения дуги
с возобновляющимся катодом, удовлетворяющей закону полного тока
dlO\M
1 320
1 630
1.730
1.830
1.930
2.142
L 10\м
0 073
0 297
0 494
0.905
1 930
7.792
9"'10', Вт/м^
192.3
47.040
28.100
15.110
6.592
0
Г"10-\К
13 860
9 877
9.469
9 096
8.752
8.252
t/,f,B
31 021
14515
11.306
8 665
6.575
4.311
«;"1о---,м'
25 29
14.920
11.940
9.394
7 285
4.753
«/" 10-^1 м^
25 29
14 920
11 940
9 394
7 285
4.753
«„10-", м^
0 168
4 35
5 261
6.084
6.819
7.826
УГ"ЧО-\М/С
7314
6 174
6.045
5 925
5812
5.644
v,"""'10', м/с
4 943
4 173
4.086
4.004
3.928
3.814
у/" 10-', А/м^
2 299
2.299
2.299
2 299
2.299
2.299
у, 10"', А/м^
5 007
2 493
1.955
1.507
1.146
0.726
л""''. А/м'
0 039
144 775
2 777-10'
3.52310"
2.773 10'
2.502-10'
7-10-', Л/м^
7 307
4.792
4.254
3.802
3418
2.775
7/-10-',А/м-
7 400
3 688
2 893
2 229
1 696
1.075
9/"10ЛВт/м^
1 081
1 081
1 081
1 081
1 081
1.081
д, 10-', Вт/м^
2.031
5.784
3.891
2 589
1 722
0.919
9,'"'", Вт/м^
0 300
988 514
1 87110"
2 346 10'
1.826 10*
1.621-10'
16
Рис 1 Распределение характеристик электрического поля в слое
пространственного заряда дуги атмосферного давления
1 - могенциал U/UK, 2 — напряженность £/£л
Рис 2 Распределение концентраций ионов, электронов и напряженности
электрического поля в слое пространственного заряда'
1 - концентрация ионов п/п^и, 2 - концентрация электронов п/п^ц,
3 - напряженность электрического поля Е/Е/с
17
Рис 3 Поле решений тепловой задачи и системы уравнений интегральных
балансов в координатах L
\л d
Полписа}Ю в печать 28 10 2005 г Формат 60x84 1/16
Бумага о(|)сетная Объем 1,12 печ л Тираж 100 Заказ № 113
Отпечатано в гипографии Изд-ва БНЦ СО РАН
670047 г Улан-Удэ. ул. Сахьяновой 6
}i^2U75
РНБ Русский фонд
2006-4
20075
)
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
684 Кб
Теги
bd000101136
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа