Изучение характеристик электрического разряда в потоке пылевой плазмы, состоящей из смеси продуктов сгорания пропана в кислороде и различных порошков. Создание экспериментальной установки для исследования электрического разряда в потоке пылевой плазмы.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукПылевые частицы, находящиеся в плазме, приобретают электрический заряд и представляют собой дополнительный заряженный компонент плазмы. В силу большого заряда пылевых частиц потенциальная энергия электростатического взаимодействия между ними может принимать большие значения. Поэтому неидеальность подсистемы пылевых частиц реализуется значительно легче, чем неидеальность электрон-ионной подсистемы, хотя концентрация макрочастиц обычно значительно ниже концентраций электронов и ионов. Определение критических значений силы тока и напряжения, определяющих границу перехода разряда в электрическую дугу в потоке смесей продуктов сгорания пропана в кислороде при добавке порошков KCL, K2CO3, KBR и Na2CO3 ·10H2O. Впервые теоретически рассчитан выход электронов из пылевых частиц с учетом концентрации электронов в их зоне проводимости, а также их радиуса, температуры и концентрации.Основными частями установки являются: вольфрамовые электроды (анод 1 и катод 2) в виде стержня длиной 13 см и диаметром 10 мм установленные на керамических изоляторах 5; дозатор 3, вибратор 8; платинородиевая термопара 4, которая вводится в область горения 18; горелка 6; милливольтметр 7; микроамперметр 9; вольтметры 10 и 11; источник питания 12; ротаметр 13; пропановый редуктор с манометром 14; газовый баллон 15; кислородный редуктор 16; кислородный баллон 17; зонд 19 и координатное устройство 20 для перемещения зонда вдоль разрядного промежутка. В третьей главе теоретически рассчитан выход электронов из пылевых частиц с учетом концентрации электронов в их зоне проводимости, а также их радиуса, температуры и концентрации. Получены аналитические формулы для распределений потенциала и концентрации электронов внутри твердой частицы, и окружающем ее пространстве. В металлах концентрация электронов в зоне проводимости большая и поэтому электронный газ является вырожденным в широком диапазоне изменения температуры. 2, внутри частицы с ростом r потенциал сначала уменьшается медленно, затем при приближении к поверхности частицы он уменьшается очень быстро.На основе анализа результатов опубликованных работ по изучению свойств пылевой плазмы и электрического разряда в потоке пылевой плазмы выявлено современное состояние исследований в этом направлении. Теоретически рассчитаны распределения потенциала и концентрации электронов вокруг и внутри пылевых частиц с учетом влияния температуры, радиуса частиц и их концентрации. Экспериментально определены и исследованы вольт-амперные характеристики электрического разряда в потоках смеси продуктов сгорания пропана в кислороде и порошков K2CO3, KBR, Na2CO3 ·10H2O, KCL при атмосферном давлении в диапазоне изменения температуры 1400-2000 К, силы тока от 10 МКА до 400 МА и напряжения 50-600 В. Получены распределения потенциала и напряженности электрического поля вдоль разрядного промежутка в потоке пылевой плазмы. Исследовано влияние размеров макрочастиц на ВАХ разряда в потоке пылевой плазмы.