Введение
Глава 1. Математическая модель ИПР 14
1.1. Уравнения переноса в плазме 14
1.1.1. Уравнение переноса частиц 15
1.1.2. Уравнение переноса импульса 15
1.1.3. Уравнение переноса энергии
1.2. Состав цезиевой плазмы в условиях ИПР 18
1.3. Столкновения в цезиевой плазме ИПР 24
1.4. Уравнения непрерывности для плазмы ИПР 27
1.5. Уравнения движения для плазмы ИПР 29
1.6. Уравнение энергии для тяжёлой компоненты плазмы ИПР 33
1.7. Уравнение энергии для электронов в плазме ИПР 36
1.8. Локальное термодинамическое равновесие в плазме в условиях ИПР 39
1.9. Система уравнений переноса в плазме ИПР высокого давления 1.10. Расчёт коэффициентов электронной электро- и теплопроводности в цезиевой плазме 46
1.11. Расчёт парциальных коэффициентов теплопроводности атомов и ионов в цезиевой плазме... 49
Глава 2. Перенос энергии излучением в плазме ИПР 51
2.1. Расчёт коэффициента поглощения излучения в цезиевой плазме .51
2.2. Трансформация спектра поглощения в плазме цезия .54
2.3. Уравнение переноса излучения .56
2.4. Метод прямого интегрирования (МПИ) 58
2.5. Приближения оптически прозрачной и оптически плотной плазмы .62
2.6. Приближение однородной плазмы 66
2.7. Теплообмен излучением в линии 68
2.8. Диффузионное приближение 72
2.9. Интегрирование спектральных величин по длине волны 74
2.10. Численная реализация МПИ 75
2.11. Моделирование теплообмена излучением в линии 78
2.12. Эффективность источника излучения на основе плазменного столба ИПР. 82
2.13. Сравнение МПИ и диффузионного приближения в условиях ИПР. 87
Глава 3. Граничные условия 91
3.1. Температура стенки газоразрядной трубки .91
3.2. Граничные условия для плазмы .94
3.3. Кинетическое уравнение для функции распределения быстрых электронов в приэлектродном слое 98
3.4. Решение кинетического уравнения для быстрых электронов..
3.4.1. Случай р0 1 103
3.4.2. Случай р0 1 105
3.5. Определение потоков частиц ie и энергии Se 107
3.5.1. Случай р0 1 108
3.5.2. Случай р0 1 110
3.6. Потоки электронов и их энергии на диэлектрическую стенку 110
Глава 4. Исследование ИПР высокого давления в рамках однотемпературной модели 113
4.1. Исследования импульсных разрядов высокого давления .113
4.2. Уравнения однотемпературной модели ИПР .118
4.3. Квазидиффузионная форма газодинамических уравнений .
4.3.1. Исключение абсолютных скоростей компонент плазмы 120
4.3.2. Переход к уравнениям относительно параметров p0, p и T .121
4.3.3. Переход в уравнениях ИПР к лагранжевым переменным
4.4. Безразмерная форма уравнений математической модели ИПР 125
4.5. Разностный аналог исходной системы уравнений 126
4.6. Исследование ИПР в смеси паров натрия с ксеноном .
4.6.1. Вольт-амперная характеристика разряда 134
4.6.2. Исследование скоростей движения плазмы и динамики профилей температуры 134
4.6.3. Расчёт энергетического баланса разряда 138
4.6.4. Выводы 139
4.7. Исследование ИПР в парах цезия 141
4.7.1. Вольт-амперная характеристика разряда 142
4.7.2. Газодинамика разряда и механизмы теплообмена 143
4.7.3. Световые характеристики излучения разряда 146
Глава 5. Исследование ИПР высокого давления в цезии в рамках двухтемпературной модели
5.1. Уравнения двухтемпературной модели 149
5.2. Исключение скоростей из уравнений модели 151
5.3. Переход к уравнениям для независимых параметров плазмы 152
5.4. Переход к переменным Лагранжа 155
5.5. Безразмерная форма уравнений модели ИПР 157
5.6. Временная зависимость основных параметров ИПР в цезии 159
5.7. Динамика профилей температуры в плазме ИПР 164
5.8. Сравнение результатов расчётов напряжённости поля Ez для однотемпературной и двухтемпературной моделей 169
5.9. Газодинамика ИПР в цезии
5.10. Парциальные скорости отдельных компонент плазмы 178
5.11. Особенности нагрева плазмы в ИПР 181
Глава 6. Оптические свойства ИПР высокого давления в цезии 192
6.1. Механизмы формирования спектра излучения ИПР в цезии 192
6.2. Планковский характер и температура видимого излучения ИПР в цезии 199
6.3. Расчёт доли видимого излучения в спектре ИПР в цезии 202
6.4. Зависимость спектральных и цветовых характеристик цезиевой плазмы от температуры и давления в условиях ИПР 209
6.5. Краткое описание экспериментальной установки 213
6.6. Основные параметры плазмы в экспериментально исследованных режимах 215
6.7. Сравнение результатов эксперимента с расчётами 219
Заключение 226
Список основных работ автора по теме диссертации 232
Список литературы
