Процесс Таунсенда

Основную роль в возникновении тлеющего разряда играет лавинный процесс размножения электронов. Он описывается формулой Таунсенда [2] [c.431]

Теория электронных лавин. Первой количественной теорией газового разряда была теория электронных лавин, предложенная Таунсендом в самом начале текущего столетия. Эта теория приложима к тем типам электрических разрядов в газах или к тем областям газоразрядного промежутка, в которых направленное движение электронов под действием электрического поля преобладает над их беспорядочным тепловым движением. Таунсенд ввёл три коэффициента, характеризующих процессы ионизации газа. Первый коэффициент—коэффициент объёмной ионизации газа электронами а—обозначает число свободных электронов н равное ему число положительных ионов, образуемых одним электроном путём соударений с частицами газа при продвижении этого электрона на 1 см в нанравлении от катода к аноду. [c.230]

Одним из новых абсорбционных процессов с прямым превращением сероводорода в серу является Таунсенд-процесс, схема которого показана на рис. 185. В этом процессе газ осушается гликолем высокой концентрации. Одновременно этот гликоль поглощает SO2, образующееся при сжигании части кислых газов. Поглощенное гликолем SOj реагирует с HjS с образованием элементарной серы. Растворимость сероводорода в ТЭГ, который применяется в этом процессе, показана на рис. 186. В целом Таунсенд-процесс еще находится в стадии опытно-промышленного освоения. [c.285]

Процесс Таунсенд . В качестве реакционной среды используются ДЭГ или ТЭГ с содержанием воды пе более 10%. Вода в растворителе служит катализатором реакции Клауса. [c.191]

Процесс Таунсенд , основанный иа реакции Клауса, может применяться для очистки низкосернистого природного газа. При этом поглотительный раствор (ДЭГ или ТЭГ с содержанием воды 1—4%) предварительно насыщается SO2, для получения которого сжигается часть серы в котле-утилизаторе. Газы сжигания промываются поглотительным раствором, который и насыщается SO2. Насыщенный SO2 раствор поступает на абсорбцию H2S из природного газа. Вода в растворе служит катализатором для протекания реакции Клауса. [c.197]

В отличие от процесса Клауса и его различных модификаций в процессе Таунсенда реакция между сероводородом и диоксидом серы проводится в среде нейтрального инертного стабильного органического растворителя, давление паров которого при 20 С не должно превышать 13,3 гПа. Растворимость воды в этом растворителе при 20 С должна составлять не менее 2% (массовая доля), а предпочтительнее не менее 5%. Водный раствор органического растворителя является одновременно и средой и ка- [c.78]

Рис. 4.4. Возможные варианты (а-й) процесса Таунсенда

Рис. 185. Схема получения серы иа природного газа с помощью Таунсенд-процесса [116]

В теории разряда Таунсенда из всех возможных элементарных процессов выделения электронов из катода только этот процесс и учитывался. Введённый Таунсендом коэффициент поверхностной ионизации у, равный числу электронов, эмиттируемых катодом, приходящихся на каждый ударяющийся о катод положительный ион, принимали за количественную меру вторичной эмиссии под действием положительных ионов. В действительности дело обстоит несколько сложнее. Чтобы получить значение-коэффициента вторичной эмиссии электронов при ударах о катод положительных ионов, нельзя просто приравнивать этот коэффициент коэффициенту у, а надо ещё учитывать фотоэффект с катода под действием коротковолновых излучений, возникающих в разряде, и в известной мере также действие метастабильных атомов и быстрых нейтральных частиц. Поэтому имеющиеся па отнощению к коэффициенту вторичной эмиссии экспериментальные количественные данные должны рассматриваться как верхний предел и нередко относятся к суммарному коэффициенту Т-Но и надёжных измерений суммарного у очень мало, особенна если принять во внимание, что как у, так и действительный коэффициент вторичной эмиссии — назовём его уо — должны зависеть как от природы газа, так и от природы катода. [c.188]

Согласно классической теории Таунсенда, общую картину возникновения электрического разряда в газе можно представить следующим образом вследствие естественной радиоактивности и космического излучения в воздухе непрерывно образуются свободные заряды. Так как одновременно с ионизацией происходит процесс взаимной нейтрализации положительных и отрицательных ионов (рекомбинация заряженных частиц), то в результате устанавливается динамическое равновесие (постоянная концентрация ионов обоих знаков, приблизительно равная 1000 пар ионов в 1 см ). [c.119]

Таунсенд первоначально вывел выражение для тока несамостоятельного разряда, учитывая лишь коэффициенты а и и пренебрегая темн процессами, которые находят своё отражение коэффициенте у, и пришёл к выражению [c.234]

Зажигание разряда в длинных трубках. Теория Таун-сенда-Роговского не учитывает влияния на движение электронов в разряде ни поверхностных зарядов, образующихся на стенках разрядной трубки, ни других возможностей возникновения в разряде поперечного градиента потенциала. Она даёт наглядное и близко отвечающее действительности представление о процессах газового разряда в широких разрядных сосудах или, точнее, для случая, когда расстояние между электродами того же порядка или меньше, чем диаметр разрядной трубки. В случае длинных трубок картина зажигания разряда, даваемая теорией Таунсенда-Роговского, требует дополнений, особенно при очень Низких давлениях газа (порядка долей миллиметра рт. ст.). [c.255]

Согласно теории Таунсенда, развитие разряда, сопровождаемое увеличением разрядного тока, происходит, пока число электронов каждой последующей лавины электронов, выходящих из катода путём -процессов, больще, чем в предшествующей. Последовательные лавины как бы постепенно раскачивают друг друга. Таким образом, время формирования разряда, равное времени раскачивания электронных лавин, должно равняться времени прохождения нескольких лавин от катода до анода, включая каждый раз время на обратное движение положительных ионов от анода до катода. Это время, как показывают расчёты, должно быть при обычных размерах разрядных трубок порядка 10 секунды. [c.432]

Существенное значение приписывается процессам на катоде. По теории Таунсенда-Роговского самостоятельный разряд пе может развиваться и поддерживаться без процессов на катоде, за исключением случая высокочастотных разрядов. Для того чтобы длительно существовала плазма Ленгмюра, необходимо наличие области катодного падения тлеющего разряда или необходимо наличие в разрядной трубке катода, из которого происходит обильное выделение электронов путём термоэлектронной или автоэлектронной эмиссии. [c.394]

В своей теории Таунсенд вводит три коэффициента, характеризующих процесс ионизации газа электронами и положительными ионами. Таунсенд обозначает через се число ионов (и равное ему число свободных электронов), образуемых одним электроном на 1 см пути в направлении от катода к аноду вследствие неупругих столкновений электронов с нейтральными частицами газа, через Р — число свободных электронов, образуемых таким же образом одним положительным ионом на 1 см пути в направлении от анода к катоду. Коэффициенты ог и зависят от природы и давления газа и от напряжённости поля в данной точке разряда. При постоянном в пространстве и времени поле, что имеет место при плоских электродах, и постоянном [c.409]

В своей первоначальной теории Таунсенд придавал большое значение объёмной ионизации положительными ионами. Поэтому он вывел первоначально выражение для тока несамостоятельного разряда, учитывая лишь коэффициенты ос и и пренебрегая теми процессами, которые находят своё отражение в коэффициенте у. Мы дадим здесь вывод Таунсенда в расширенном виде, учитывая одновременно все три коэффициента с , и у. [c.413]

Ток насыщения ионизационного детектора наблюдается в ограниченном интервале напряжений (см. рис. 4). При дальнейшем увеличении напряжения ток возрастает в основном вследствие ионизации молекул газа электронами, разогнанными электрическим полем. Этот процесс обычно называют а-процессом. Характеризуют его коэффициентом а — первым коэффициентом Таунсенда, — равным среднему числу пар ионов, образуемых одним электроном на пути в 1 сж в направлении поля [21, 22]. а-Процесс — основной процесс ионизационного усиления, но не единственный. В некоторых случаях существенны эмиссия электронов с катода или со стенок ионизационной камеры под действием положительных ионов или фотонов, излучаемых возбужденными атомами и молекулами. Эти процессы носят название у-процессов. [c.63]

При уменьшении сопротивления внешней цепи разрядный ток в разряде с искусственно подогретым катодом становится больше того тока насыщения, который может дать при данной температуре катод, и разрядный ток может поддерживаться только при наличии на катоде, кроме термоэлектронной эмиссии, ещё и процессов, охватываемых коэффициентом поверхности ионизации у Таунсенда. В этом случае говорят о несвободном режиме катода. Режим катода, соответствующий случаю, когда разрядный ток меньше возможного эмиссионного тока катода, называется свободным режимом. При несвободном режиме катодное падение потенциала становится больше, чем при свободном режиме, и увеличивается с увеличением тока. Разряд более не представляет собой низковольтной дуги. Несвободный режим ведёт к перегреву катода и особенно гибельно действует на оксидные катоды. О низковольтной дуге смотрите [2492, 2496]. [c.510]

Наиболее существенное расхождение теории Таунсенда-Роговского с действительностью в случае искрового разряда заключается в самом характере этой теории как теории непрерывного и сплошного разряда, описываемого дифференциальными уравнениями стационарного процесса в однородной сплошной среде. [c.549]

Обратимся ко второму условию соблюдение которого необходимо для того, чтобы мог образоваться и расти положительный стример. Основываясь на грубом параллелизме, имеющем место в разряде между явлениями ионизации и возбуждения газа, Лёб формулирует это условие так для образования положительного стримера необходимо наличие в головке лавины концентрации ионов ЛГ,-, не меньшей некоторой предельной концентрации соответствующей выходу из головки лавины коротковолновых фотонов, достаточной для поддержания роста стримера. При рй == 200 мм Нд см, т. е. в той области, где механизм теории стримеров начинает уступать место процессам, лежащим в основе теории Таунсенда-Роговского, подсчёт по уравнению (675) даёт 6,9 10 ионов в одном см . При р =760 мм Нд и й = 10 см — область, в которой теория Мика даёт результаты, согласные с опытом, тот же подсчёт даёт 8,8- 10 ионов в 1 см . На основании этих данных Лёб принимает за предельное значение —7 10 1 ион см , в первом приближении считает это значение величиной постоянной и пользуется им во всех своих подсчётах. [c.560]

Выражение (696) должно равняться числу е ионов в первой лавине, начавшей ряд пробойных процессов и пробежавшей в равномерном поле плоскопараллельного разрядного промежутка путь X при неизменном значении коэффициента объёмной ионизации Таунсенда а. Таким образом, если излучённые головкой стримера фотоны образовали в активном объёме только один свободный электрон, то в качестве условия, характеризующего самоподдерживающийся стример, можно написать [c.566]

Рассмотрим кратко особенности пробоя газа между плазмой и электродом. Здесь главной отличительной чертой является то, что один из электродов — плазма — содержит в себе свободные электроны и ионы. Поэтому, когда плазма служит катодом, для развития электронной лавины не требуются "(-процессы (эмиссия вторичных электронов из катода), составляющие основу теории Таунсенда — Роговского. Если плазма служит анодом, то она содержит большое количество свободных ионов, необходимых для реализации -процессов на катоде, т. е. и в этом случае отпадает необходимость в размножении ионов с помощью развивающихся электронных лавин. Таким образом, применительно к пробою промежутка плазма — холодный электрод основные исходные положения теории Таунсенда — Роговского теряют смысл. В настоящее время теория этого явления еще отсутствует и для ее разработки необходимо накопление экспериментальных данных. [c.204]

Сравнение различных процессов показывет, что процесс Таунсенда требует самых низких капиталовложений и наиболее эффективен. [c.82]

Первая группа - процессы, основанные на продолжении реакции Клауса, т.е. на превращении HjS и SOj в серу. Эти процессы обеспечивают общую степень извлечения серы 99,0 -99,7 %. Они могут осуществляться в слое твердого катализатора (процессы Салфрин , СВА, M R и др.) или в жидкой среде, содержащей катализатор (процесс "Фин-Клаусполь , Таунсенд и др.). [c.112]

Существует несколько способов получения серы из кислых газов, выделяемых на установках очистки нефтепродуктов от серы. Наиболее распространенными являются процессы каталитической конверсии (самый эффективный иа них процесс контактного окисления, метод Клауса) и адсорбционные процессы (процессы Хейнса, Шелл, Джиммарко-Ветрокк, Лаки-Келлер, Тейлокс, Таунсенда,. Французского института нефти и др.). На НПЗ в нашей стране используется в основном метод Клауса, заключающийся в термическом окислении На8 до 80 и последующем каталитическом взаимодействии Н28 и 8О2 с образованием серы. Существует несколько модификаций процесса, позволяющих достигнуть высокой степени извлечения серы из газа и значительно улучшить его энергетические показатели. Установки сооружаются различной мощности имеются установки, перерабатывающие кислые газы от очистки природного газа мощностью до 1000 т/сут свободной серы. [c.144]

Из физических соображений понятно, что каждый акт захвата нетурбулентной жидкости может только увеличить неоднородности в распределении гищюдинамических величин в турбулентной жидкости. Молекулярное смешение, напротив, способствует установлению однородности. Как показывают измерения, суммарная скорость захвата нетурбулентной жидкости не зависит от числа Рейнольдса при Re > 1 (Таунсенд [1956]). Следовательно, из двух рассматриваемых процессов захват нетурбулентной жидкости является лимитирующим. Смешение до молекулярного уровня, если так можно выразиться, подстраивается под изменение скорости захвата соответствующей перестройкой мелкомасштабной структуры турбулентности (см. аналогичные соображения в работе Броудвела и Брайденталя [1982]). [c.110]

Теория Таунсенда была существенно дополнена в 1931— 1932 годах Роговским путём учёта искажения электрическою поля в разряде пространственными зарядами. Это дало возмоя -ность распространить теорию также и на самостоятельный тлеющий разряд. Что касается элементарных электронных и ионных процессов, играющих большую роль в современной электронике, то успешное их исследование и объяснение стало возможным только после открытия электрона в 1897 году и создания теории атома Бора в 1913 году. Из явлений на поверхности катода термоэлектронная эмиссия была обнарулгена в начало 80-х годов прошлого столетия Эдисоном, но не была им пи истолкована, ни применена. Только спустя полтора десятка лет эффект Эдисона был применён для создания первого электровакуумного прибора двухэлектродной катодной лампы , выпрямляющей переменный [c.16]

Таунсенд полагал, что выход электронов из катода происходит как следствие бомбардировки катода положительными ионами, и именно к этому явлению относил коэффициент у. В настоящее время, когда известно, что на границе катод — газ в та ун-сендовско М и в тлеющем разрядах, наряду с эмиссией электронов под действием положительных ионов, имеют место фотоэффект и вторичная эмиссия в обширном смысле этого слова, коэффициенту т приходится приписывать более обобщённое значение, вводя данное выше определение этого коэффициента, без указания на исключительную роль положительных иопов. Совокупность процессов, вызывающих выход электронов из катода под действием тех или иных элементарных процессов, имеющих место на поверхности катода при наличии разряда, мы условимся называть -процессами. Термоэлектронную и автоэлектронную эмиссии мы из числа г-процессов исключаем. [c.410]

В новейшее время Лёб и его школа погнли но -1ругому направлению. Созданная этой школой теория искрового пробоя п кистевого разряда учитывает в числе основных элементарных процессов фотоионизацию в объёме газа и наряду с представлением об электронных лавинах Таунсенда вводит представление [c.17]

Существенный сдвиг в понимании явлений газового разряда было вызван работами Дж. Дж. Томсона [53], открывшего существование электронов и ионов. Из школы Дж. Дж. Томсона (Кавендишская лаборатория) вышел целый ряд физиков-иссле-дователей электрических разрядов в газах и имеющих место в этих разрядах элементарных процессов. Среди многих других достаточно назвать имена Таунсенда, Рёзерфорда, Ричардсона, Астона. Со времени расцвета Кавендишской лаборатории число исследований по газовому разряду и электронике чрезвычайно сильно увеличилось и не может быть сколько-нибудь полно охвачено в этом кратком обзоре. [c.27]

Современные теории газового разряда, основанные на представлении об ионизации газа, ведут своё начало от классических работ Дж. Дж. Томсона, начертанной им в 1900 году картины разряда [51, 52] и от работ его ученика Таунсенда [18—20]. Теория Таунсенда была существенно дополнена в 1931—1932 годах Роговским [1214, 1215, 1248—1250] путём учёта искажения электрического поля в разряде пространственными зарядами. Это дало возможность распространить теорию также и на самостоятельный тлеюищй разряд. Явление термоэлектронной эмиссии было исследовано английским физиком Ричардсоном около 1900 года [54, 148]. Ричардсон дал первую количественную теорию этого элементарного процесса. Исследования ионизации [c.28]

В области обш,ей теории разряда другой метод подхода к явлениям газового разряда был указан в 1923 году Ленгмю-ром, установившим представление о газоразрядной плазме и указавшим пути экспериментального и теоретического исследования последней [1021—1023, 1581, 1582]. В новейшее время Лёб и его школа пошли по другому направлению в изучении газового разряда [1869, 1870, 1875]. Созданная этой школой теория искрового пробоя и кистевого разряда учитывает в числе основных элементарных процессов фотоионизацию в объёме газа и наряду с представлением об электронных лавинах Таунсенда вводит представление о стримерах . Этим путём в значительной степени удалось расшифровать явления искрового разряда и молнии, а также разряда с острия. Количественную теорию термической ионизации дал индийский физик Сага (1923 г.) [811]. Приложение теории Сага к отшнурованному дуговому разряду дали Эленбас и другие (1935 г.) [1837—1839]. Среди них Бойль впервые осуществил разряд в парах ртути при сверхвысоких давлениях порядка ста атмосфер и выше [1850. [c.29]

Самый механизм разряда Таунсенд рисует следующим образом. Для осуществления разряда необходимо образование свободных электронов при помощи постороннего ионизатора. Этот процесс может происходить во всём объёме газа (объёмная иснизация) или же только на катоде (поверхностная ионизация). Хотя для окончательных выводов теории безразлично, с каким пз этих двух видов ионизации мы имеем дело, для большей определённости наших рассуждений будем в дальнейшем предполагать, что электроны выделяются из поверхности катода вследствие облучения этой поверхности коротковолновой радиацией, причём число электронов, выделяющихся с 1 см поверхности катода в 1 сек. равно Пд, что соответствует плотности электронного тока с катода /о = епо. [c.410]

Измеряя ток, имевший место при этом условии при различных расстояниях 3, и откладывая по оси абсцисс S, а по оси орди- нат In i, Таунсенд получил линию, состоящую из прямолинейного. отрезка О А (рис. 178) и кривой АВ. Прямолинейный отрезок О А соответствует режиму разряда, при котором вследствие сравнительно малого числа образуемых лавиной положительных ионов и возбуждённых атомов можно пренебречь процессами на катоде и положить щ = По. Действительно, в этом случае ток может быть определён по выражению (471), что после логарифмирования даёт уравнение прямой [c.420]

Соображения Роговского о роли пространственных зарядов в разряде привели его к существенному дополнению теории Таунсенда и позволили новой теории Таунсенда-Роговского охватить не только несамостоятельный разряд, но и самый процесс перехода разряда в самостоятельный, а также ту стадию самостоятельного разряда, которая носрт наименование тлеющего разряда [1248, 1250]. Однако явление искрового пробоя и эта теория объяснить не смогла, так как искровой разряд не является чисто лавинным разрядом. [c.433]

Теория стримеров. В противоположность теории пробоя Таунсенда-Роговского, пользующейся представлением о постеленном раскачивании лавин путём у-процессов на катоде, теория стримеров представляет собой теорию однолавинного пробоя. Через разрядный промежуток, согласно этой теории, при пробое пробегает только одна лавина, вызывающая появление стримера, быстро распространяющегося через разрядный промежуток. [c.551]

Теория высокочастотных разрядов. Опубликованные до сих пор теории высокочастотного разряда учитывают лищь процессы ионизации газа соударениями электронов, описываемые коэффициентом а. Таунсенда. Работ, посвящённых теории стримерного пробоя при высоких частотах, в литературе до снх пор не имеется. [c.658]

Для простоты расчета предположим, что поле в реакционной зоне детектора однородно. Представим теперь лавинообразный процесс как квазикаскадный. Для этого выделим в реакционной зоне (1/Ах) слоев толщиной Ал (/ — длина реакционной зоны). Будем считать, что число электронов, проходящих каждый слой, увеличивается в (1-ЬЛ аАл ) раз, где Ма—случайная величина, среднее значение которой равно первому коэффициенту Таунсенда а. Если за период времени At в реакционную зону вошло Мо электронов, то количество электронов, достигших анода, будет равно [c.92]

Ванны Таунсенда работают с напряжением в 4,6 V. Искусственно уменьшая протекание жидкости, крепость вытекающего раствора едкого натра можно повысить до содержания 250 г. NaOH в литре и даже выше. Практически считают наиболее выгодным работать с щелоком, содержащим 150 г NaOH в литре. Щелок уносит с собой из ванны часть керосина, который и теряется в процессе выпарки. Таким образом часть керосина подлежит пополнению. Полная сводка показателей работы ванны Таунсенда приведена в таблице сравнительных характеристик (стр. 188—189 ) [c.103]

Обоснованность уравнения (4.40) для больших времен рассеяния подвергалась сомнению вследствие того, что в действительности между двумя типами рассеяния существует взаимодействие. Бэтчелор и Таунсенд [13] обсуждали эту проблему и пришли к выводу, что общее рассеяние должно быть больше, чем то, которое удалось бы определить, если бы молекулярная и турбулентная диффузия влияли на процесс рассеяния независимо. [c.145]

Соффман [126], однако, считает, что анализ Бэтчелора и Таунсенда выполнен некорректно и следует сделать противоположный вывод при взаимодействии двух процессов общее рассеяние снижается. [c.146]

При рёСрёк , учитывая сравнительно большое время существования ионизационных процессов и периодичность импульсов тока, можно утверждать, что отдельным импульсом разряжается вся газовая полость (5 2 смР-) при участии таунсендовского механизма разряда. При этом, очевидно, важную роль играет малоизученный процесс эмиссии зарядов с поверхности диэлектрика. В этом случае после выполнения условия самостоятельности Таунсенда и прохождения через [c.76]

Важным в рассматриваемой проблеме является вопрос о влиянии химических реакций иа процесс турбулентного рассеяния. Корсииу [78] удалось в общем виде показать, что химическая реакция влияет на этот процесс только в том случае, когда велика скорость молекулярной диффузии. Это противоречит известной концепции Тэйлора [2, 4], ут-верждавпюго, что молекулярное и турбулентное смешение происходя независимо, по согласуется с соответствующими теоретическими предсказаниями Таунсенда [3]. Более того, имеются экспериментальные данн1)1с [79], которые указывают иа сильную связь турбулентного и молекулярного механизмов перемешивания. [c.60]

В работе Коммонера, Таунсенда и Пейка [35] были впервые обнаружены сигналы ЭПР в тканях животного и растительного происхождения. Это исследование, как и большинство последующих работ [36—49[, было проведено на лиофилизованных тканях Предполагается, что при достаточно быстром замораживании препарата и при осторожном проведении лиофили-зации (без размораживания образца в процессе сушки) не происходит заметных изменений в содержании свободных радикалов. Хотя это предположение и не имело достаточно строгих обоснований, недавние исследования Коммонера с сотрудниками на содержащих воду нативных биологических препаратах привели к таким же зависимостям концентраций неспаренных электронов от интенсивности ферментативных процессов, что и работы на лиофилизованных объектах. Первые работы Коммонера с сотрудниками, а также аналогичные исследования, проведенные в ИХФ АН СССР, привели к следующим заключениям. [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология