Самосжатый излучающий разряд высокой мощности с холодным стартом. Недосеев С.Л. - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

полностью поглощаются в каплях, то непрозрачность керна означает,
что
KLL
rrN >
2
. Учитывая, что масса пара в керне пренебрежимо мала,
получим, r
L
ρ
L
< r
K
ρ
K
,
)/1(10),(35.0
6
смNмкмr
LL
>< , следовательно,
концентрация жидких капель в керне n
L
~ 3⋅10
12
см
-3
; она соизмерима с
концентрацией дефектов в холодном металле ~10
12
см
-3
.
Запишем уравнения баланса массы (
L
m
,
G
m - масса жидкости и газа ) и
энергии (
L
ε
,
G
ε - удельная энергия жидкости, газа) в керне, в предположении
равенства температуры
T
и давления
жидкости и пара, P
L, ,
и
P
G
,
соответственно.
,2/,)/(4/3,//
3
2
MTkuNmrrmm
BTLLLLKGGLL
πρππρρ===+
),(),(
GGLL
TPTP ρρ=
,2/)(),)((4/
2
GTKGLGVTLLL
urdtmmdTuNrdtdm ρπρρπ−=+−−=
(1)
()()( )
ErJurV
EJVPdtdmdtdmdtdm
KTK
GLGLGGLL
σππ
εεεε
2
,2
,)(///
==
=+−−+
&
&
. (2)
Здесь )(T
V
ρ - плотность насыщенных паров вольфрама, ρ
L, ,
ρ
G ,
-
плотности жидкости и пара, соответственно,
V – объём керна.
Обсудим выбор величины E в уравнении (2) . Будем исходить из того
экспериментального факта, что в многопроволочной сборке разрядный ток
очень рано переключается на редкую плазму вне керна, так что через керн течет
только малая часть тока, то есть, J<<I/N, где I-полный разрядный ток, а N-
число проволок в сборке. Непосредственное экспериментальное определение
величины тока J через керн затруднительно и до настоящего времени не
осуществлено, поэтому для определения J и E в уравнении (2) первичной
величиной приходится выбирать E. Величина электрического поля E,
приложенного к внешней границе плазмообразующей среды определяется
макроскопическими характеристиками разряда как целого, а эти характеристики
в эксперименте определяются достаточно надежно. Для определения E в
неподвижной области 1 Рис.4, где находится гетерогенное плазмообразующее
вещество, учтем движение идеально проводящей плазмы, движущейся к оси с
дрейфовой скоростью V на границе областей 1 и 2 (Рис.4). Если B -
напряженность азимутального магнитного поля разрядного тока I на внешней
границе области 1, то напряженность магнитного поля B
'
на границе областей 1 
полностью поглощаются в каплях, то непрозрачность керна означает,
что N L rL2 > rK . Учитывая, что                масса пара в керне пренебрежимо мала,

получим,         rLρL <        rKρK , rL < 0.35 ( мкм), N L > 10 6 (1 / см) ,          следовательно,

концентрация жидких капель в керне                       nL ~ 3⋅1012 см-3; она соизмерима с
концентрацией дефектов в холодном металле ~1012 см-3.
        Запишем уравнения баланса массы ( m L , mG - масса жидкости и газа ) и

энергии ( ε L , ε G - удельная энергия жидкости, газа) в керне, в предположении

равенства температуры T и давления                         жидкости и пара, PL,             ,   и        PG,
соответственно.
      m L / ρ L + mG / ρ G = π rK2 , rL = 3 3 / 4m L /(π N L ρ L ) , uT = k B T / 2π M ,

                                       PL (T , ρ L ) = PG (T , ρ G )

dm L / dt = −4πrL2 N L uT ( ρ V (T ) − ρ G ),     d (m L + mG ) / dt = −2πrK uT ρ G ,                     (1)

           m L (dε L / dt ) + mG (dε G / dt ) − (dm L / dt ) (ε G − ε L ) + PG V& = J E ,
                                                                                            .             (2)
            V& = 2π r u , J = π r 2 σ E
                       K   T             K


        Здесь ρ V (T ) - плотность насыщенных паров вольфрама, ρL,                                  ,   ρG ,-

плотности жидкости и пара, соответственно, V – объём керна.
        Обсудим выбор величины E в уравнении (2) . Будем исходить из того
экспериментального факта, что в многопроволочной сборке разрядный ток
очень рано переключается на редкую плазму вне керна, так что через керн течет
только малая часть тока, то есть, J<

Страницы