Статьи автора

ВЛИЯНИЕ ПОЛЯРНОСТИ ЭЛЕКТРОДОВ НА ГАЗОДИНАМИКУ ПЛАЗМЫ КАПИЛЛЯРНОГО РАЗРЯДА

Номер выпуска 3 от 17.02.2026

В результате экспериментальных исследований импульсного эрозионного разряда в открытом с обоих торцов капилляре обнаружена асимметрия структуры и дисбаланс импульса плазменных струй, истекающих из противоположных торцов капилляра, разность полных давлений между которыми достигает единиц атмосфер. Анализ ударно-волновой структуры сверхзвуковых плазменных струй, результатов измерения их импульса, а также электрических параметров разряда показывает, что основной причиной наблюдаемой асимметрии является различный энерговклад на отдельных участках разряда, зависящий от ориентации внешнего электрического поля относительно направления потока и знаков градиентов присутствующих в нем неоднородностей. Градиенты давления, плотности и температуры потока, достигающие максимальных значений в окрестности торцов капилляра и скачков уплотнения, являются причиной возникновения полей поляризации. Эти поля, складываясь с внешним электрическим полем, определяют вкладываемую в разряд электрическую мощность, влияя тем самым на характеристики течения на противоположных сторонах разрядника.

17 0

НЕРАВНОВЕСНОСТЬ И ДИФФУЗИЯ СИЛЬНОИОНИЗОВАННОЙ ПЛАЗМЫ Аг В ДУГОВОМ КАНАЛЕ

Номер выпуска 4 от 17.02.2026

На примере высокоионизованной плазмы Аг атмосферного давления с немонотонным радиальным распределением свободных электронов, движущейся в узком дуговом канале, изучена эволюция по радиусу диффузионно-неравновесных состояний сильноионизованных плазм с поперечной неоднородностью осесимметричного типа. Показано, что эти состояния, близкие к равновесным в приосевой области канала, становятся ионизационно неравновесными (преобладает ионизация) для атомов и рекомбинационно неравновесными (преобладает рекомбинация) для однократных ионов в его среднем сечении. Наиболее сильная, рекомбинационная неравновесность (более 50%) возникает на краю дуги у атомов. Уравнение неразрывности с известными из эксперимента профилями температуры и концентрации электронов решено относительно плотностей атомов и ионов в приближении постоянства приведенных населенностей их основных состояний. Получены простые аналитические формулы для расчетов, в которых радиальное изменение этих плотностей определяется в основном спадом температуры. Найден критерий диффузионной неравновесности осесимметричной высокоионизованной плазмы любых газов, из которого следует, что, несмотря на полное подобие условий эксперимента, сильноточные разряды в однотипных газах Аг и Не образуют разные типы плазм (в плазме Аг нет сильной неравновесности на оси разряда). Ослабление энерговклада резко усиливает неравновесность: она растет в 1.5 раза при снижении плотности электронов всего на 6–10%. Показано, что в приосевой области дуги диффузия малой примеси атомов является вторичным процессом на фоне встречной диффузии ионов разной кратности – основных тяжелых частиц у оси, имеющих там высокую плотность, которая у ионов Ar слабо растет, а у ионов Ar резко спадает по радиусу. Обнаружена небольшая ионизационная неравновесность ионов Ar, сменяющаяся при удалении от оси более сильной рекомбинационной неравновесностью, которая исчезает вместе с межионной диффузией в максимуме относительной плотности ионов Ar, не доходя до середины радиуса плазменного канала.

15 0