Электропроводность (U-F)-плазмы

Замечательным свойством плазмы является ее высокая электропроводность. Через плазму можно пропускать электрический ток в сотни тысяч и более ампер. Электропроводность плазмы растет с повышением температуры. Плазма взаимодействует с электрическими и магнитными полями. Действием магнитного поля плазму можно оттеснять от стенок сосуда, вследствие чего требования к жаропрочности материала сосуда резко снижаются. [c.15]

В МГД-генераторах закрытого цикла в качестве рабочего тела используется смесь инертных газов с нарами ш елочных металлов. Щелочные металлы (цезий или калий) вводятся в поток инертного газа (аргон или гелий) на входе в канал МГД-генератора для увеличения электропроводности плазмы. За каналом МГД-генератора присадки щелочного металла должны быть выведены из парогазовой смеси для обеспечения надежности и экономичности работы всей установки. [c.190]

Электропроводность плазмы при Т < 6000 К сравнительно невелика (рис. 10.2). Если условно принять, что самостоятельный разряд в иГб существует при а = [c.495]

Усредненная по сечению трубки удельная электропроводность-плазмы определялась как [c.104]

Всякое повышение интенсивности сигнала без изменения значений фона (особенно колебаний фона) увеличивает чувствительность. Так, в спектральном анализе чувствительность значительно увеличивается при введении некоторых солевых добавок, которые повышают электропроводность плазмы пламени и способствует возбуждению атомов определяемого элемента. В фотометрическом анализе можно увеличить чувствительность, если подобрать новый реактив, который в свободном состоянии так же поглощает свет, как и прежний реактив, но дает более интенсивно окрашенный комплекс с определяемым металлом. [c.32]

Все сказанное выше относилось к процессу заряжения отдельной частицы при заданной концентрации окружающих ее ионов. При рассмотрении частиц или капель в облаке, однако, нужно учитывать возмущения локальной плотности заряда в окрестности каждой частицы, возникающие в результате собирания частицей окружающих ее зарядов. Поэтому даже в монодисперсном облаке частицы не будут заряжены одинаково. При наличии щ незаряженных капель в единице объема облака (в предположении одинаковой положительной и отрицательной электропроводности плазмы) распределение зарядов разных знаков по каплям, каждая из которых несет Z электронных зарядов, было получено Фуксом [10] [c.163]

С аналитической точки зрения очень важным является вопрос о влиянии элементов, попадающих в плазму дуги из пробы и электродов, на температуру столба и электронную концентрацию. При атмосферном давлении концентрация паров материала электродов и пробы в дуговой плазме, как правило, не превышает 1 % и поэтому их присутствие практически не сказывается на теплопроводности дугового газа, определяющейся по-прежнему основными компонентами газовой атмосферы. Однако элементы пробы и электродов, обладающие низким потенциалом ионизации, поступая в разряд, увеличивают концентрацию заряженных частиц, а следовательно, и электропроводность плазмы. Это позволяет поддерживать разряд определенной плотности тока при меньшей напряженности поля в столбе дуги (с меньшей затратой электрической энергии), вследствие чего, согласно уравнению (54), снижается температура дуги. Например, экспериментально установлено [1034], что при введении в угольную дугу, горящую в атмосфере воздуха, небольших количеств алюминия, лития, калия величины Еэ и Т составляют соответственно 15,9 в см и 6000° К 12,7 в см и 5600° К 10,5 в см и 5100° К. [c.96]

Диаметр ВЧИ-разряда зависит от типа газа, его электропроводности и частоты тока в индукторе. С повышением частоты при фиксированной электропроводности плазмы, а также при фиксированном отношении диаметра индукционного частотного разряда к его длине (например, раз/ раз = 1) и диаметра индуктора к диаметру разряда ( ин/ раз = 2) последний уменьшается с уменьшением электропроводности (нанример, при переходе с аргона на воздух) диаметр разряда заметно увеличивается (в данном примере — в 2 раза). Внутренний диаметр индуктора но конструктивным соображениям принимается 14] равным [c.125]

В модели приняты некоторые допущения, такие как отсутствие изменений в электропроводности плазмы, пространственных изменений в расположении витков индуктора, отсутствие искажений поля на концах индуктора, фиксированность размера индуктора и т.д. ( -фактор определяется как величина, обратная os ср альтернативно [c.533]

Номинальная электропроводность плазмы 1/Ом м 1000 [c.534]

Большая концентрация заряженных частиц того и другого знака приводит к большой электропроводности плазмы, приближающей её свойства к свойствам проводника. В предоставленной самой себе плазме все разности потенциалов и случайно возникающие разности концентраций заряженных частиц, не поддерживаемые извне, сглаживаются как в проводнике, к которому не приложена внешняя э.д.с. [c.283]

Плазма обладает специфическим движением. Оно вызывается наличием большого количества зарядов, обусловливающих электропроводность плазмы, что приводит к новому движению плазмы, которого нет ни в одном из остальных агрегатных состояний. Как известно, у неионизированных систем оно происходит под действием силы тяжести, инерции, упругости, а здесь — под влиянием магнитных и электрических сил. Беспорядочное движение электронов и ионов приводит к тому, что плотность одинаково заряженных частиц на одних участках становится большей или меньшей, в результате чего интенсивность заряда на одних участках или увеличивается, или уменьшается, что вызывает движение положительно заряженных частиц в сторону более интенсивных зарядов отрицательных частиц. В результате этого движения возникают колебания [c.52]

Большая концентрация заряженных частиц того и другого знака приводит к большой электропроводности плазмы, приближающей её свойства к свойствам проводника. В предоставленной самой себе плазме все разности потенциалов, не поддерживаемые извне, сглаживаются, как в проводнике, к которому не приложена внешняя э. д. с. Случайное возникновение разности концентраций положительных и отрицательных заряженных частиц вызывает появление разности потенциалов и, как следствие последней, возникновение тока, немедленно сглаживающего концентрации заряженных частиц того и другого знака. [c.488]

Главные переносчики электрических зарядов, ответственные за электропроводность плазмы, —электроны. Поэтому одной из важнейших характеристик плазмы является объемная концентрация Пе электронов, т. е. среднее количество их в единице объема. [c.43]

В современной сварочной технике применяют три схемы получения плазмы. По первой получают сжатую дугу прямого действия, когда анодом служит обрабатываемый материал, по второй - сжатую дугу косвенного действия, которая возникает между вольфрамовым электродом и внутренним соплом плаз-мофона, вытекает из него в виде плазменной струи и электрически не связана с обрабатываемым металлом. Вторую схему используют при обработке неэлектропроводных материалов, а также при напылении и закалке. По фетьей схеме с комбинированным подключением плазмотрона к источнику питания между вольфрамовым элекфодом и соплом анода зажигается вспомогательная сжатая дуга косвенного действия, обладающая электропроводностью и образующая при соприкосновении с токоведущей обрабатываемой деталью сжатую дугу прямого действия. Третья схема получила наибольшее распространение, ее применяют при сварке, наплавке, резке материалов. КПД при нагреве сжатой дугой прямого действия - 30 - 75%, косвенного - 10 - 50%. [c.57]

Критерий Рейнольдса от давления зависит слабо. Влияние подпорных сопел на вольтамперные характеристики плазмотрона можно видеть на рис. 2. Кривые построены для различных диаметров электродов при постоянном расходе воздуха 0 = 40 г/сек. Оказывается, что в электродах с =40 мм напряжение возрастает ири уменьшении диаметра подпорного сопла во всем исследованном диапазоне токов. В электродах с э=10 мм, наоборот, напряжение снижается. Это можно объяснить тем, что в электродах с с о=40 мм температура дугового столба и числа Рейнольдса сравнительно малы. В то же время дуга расположена далеко от стенок. Поэтому увеличение лучистой и конвективной составляющих теплового потока к стенкам с ростом давления сказывается слабее, чем возрастание диэлектрической прочности изолирующего слоя газа. Кроме того, повышение давления приводит к уменьшению степени ионизации и к соответствующему снижению электропроводности плазмы [2]. Это такл е способствует возрастанию напряжения. [c.61]

Электропроводность плазмы (а) определяется ее температурой [10], которая, в свою очередь, зависит от удельной мощности Р, выделяющейся в плазме. Допустим, что эта зависимость имеет вид [c.85]

В принципе удельная электропроводность плазмы в условиях термодинамического равновесия однозначно определяется температурой и практически не зависит от начального давления [4] [c.103]

Пары цезия, рубидия и калия могут найти интересное использование в уже успешно опробованных, но пока промышленно не освоенных установках для прямого преобразования теп.повой энергии в электрическую — т. и. м а г н ит о г и д р о д и н а-м и ч е с к II X генераторах. Принцип их работы основан на том, что в пропускаемом с большой скоростью сквозь интенсивное магнитное поле сильно нагретом потоке частично ионизированного газа ( плазме ) возникает электрический ток. Так как пары цезия, рубидия и калия сравнительно легко ионизируются, введение их в продукты сгорания топлива позволяет существенно повысить электропроводность плазмы при относительно низких температурах (порядка 2500° С). [c.19]

Жирными линиями нанесены линии постоянной электропроводности плазмы [c.281]

Концентрация электронов определялась по результатам измерений средней электропроводности плазмы. Проводимость плазмы рассчитывалась по измеренным величинам плотности тока и градиента потенциала. Имеем [c.3]

По сравнению с системами термического испарения конструкции ионно-распылительных установок непрерывного действия несколько менее критичны в смысле внесения в процессе работы загрязнений в пленку. Это связано с постоянной промывкой камер таких установок чистым рабочим газом. Следовательно, примеси из последующих секций прежде, чем попасть в рабочее пространство, должны диффундировать навстречу потоку газа. Поэтому в распылительных установках часто используют способ дифференированной откачки, обладающий преимуществом свободного доступа в камеру в любое время. Однако этим системам свойственны некоторые специфические конструкционные ограничения, связанные с эффектами бомбардировки внутренних элементов камеры и ее стенок ионами и относительно большой электропроводностью плазмы. Недостатком же испарительных систем, в свою очередь, является возможность внесения загрязнений в пленки из-за хаотической диффузии в системе газов со сравнительно большими длинами свободного пробега молекул. В результате на свойства пленок могут отрицательно влиять примеси, пришедшие из других секций установки. Поэтому испарительные установки обычно оборудуются вакуумными шлюзовыми устройствами или магазинами подложек и являются многофункциональными установками. В остальном техника монтажа всех систем непрерывного действия одинакова с техникой для разборных систем. Это означает, что для уплотнения вводов, промежуточных соединений, вентилей и съемных крышек для доступа в камеру в этом случае тоже используются прокладки из эластомеров. [c.306]

Очевидно, что в электропроводность плазмы вносят вклад и ионы. Например, для СО2 отношение подвижностей электронов и ионов составляет при давлении 1 тор 4,3-ИЯ [4]. Зависимость вклада отрицательных ионов в электропроводность плазмы в СО2 при различных концентрациях показана в табл. 1. [c.3]

Для плазмохимической технологии характерны новые эффекты, связанные с электропроводностью плазмы, ее чувствительностью к электромагнитным полям, неравновесностью, электромагнитным излучением, позволяюш,ие осуш,ествлять химические превращения с высокой энергетической эффективностью, повышать селективность реакций, достигать сверхравновесных выходов продуктов, получать вещества и материалы с новыми, подчас уникальными свойствами. Высокие температуры и большая концентрация энергии в единице объема способствуют значительной интенсификации традиционных физико-химических превращений. [c.5]

Получение газообразной среды, в которой отсутствуют атомы и которая состоит из ионов и электронов — плазмы, не означает конец ионизации, поскольку часть электронов еще находится в связанном состоянии в ионах. Электропроводность определяется в основном легкими частицами — электронами, поэтому по мере ионизации увеличивается электропроводность плазмы и тем самым уменьшается способность ее генерировать тепло. Практически термин плазма применяется для газообразного состояния с того момента, когда газ начинает обладать ощутимой электропроводностью, т. е. теряет свои диэлектрические свойства. М. Тринг предложил считать этой границей степень ионизации, равную 0,01. [c.229]

В слабоионизованной плазме, где степень ионизации /я, ,. С (Т(,/Ку) ( (., п,,—плотность электронов и нейтральных частиц соответственно — температура электронов Ку= 13,6 9в—атомный масштаб энергии), диффузия заряженных частиц (электронов и ионов) определяется в основном парными соударениями этих частиц с нейтральными частицами (атомами и молекулами). При этом в случае максвелловского распределения заряженных частиц по скоростям коэффициент диффузии электронов (ионов) связан с их подвижностью К, а соответственно и с электропроводностью плазмы а, соотношением Эйнштейна [c.290]

Дополнительные трудности теоретического расчета электропроводности возникают еще и вследствие неизученности процессов, связанных с потерями энергии на стенках кварцевой трубки и распределения температуры по радиусу столба разряда. Поэтому нами изучалась эмпирическая зависимость непосредственно между усредненными по сечению трубки значениями удельной электропроводности плазмы (а) и плотностью тока (/). [c.104]

При расчете средней проводимости зоны разряда ф(А/1 , z, ho) для воздуха, азота, водорода, аргона и г лия могут быть использованы имеющиеся данные о зависимости о от температуры и давления [22, 26—29]. Однако в дуговом разряде электропроводность может существенно отличаться от электропроводнбсти чистого газа из-за наличия паров материалов электродов. Расчет электропроводности аргона, азота, водорода, воздуха и гелия с прймесью паров меди и вольфрама показал [17], что влияние характерных для практики весовых долей примеси на электропроводность плазм ы дугового разряда при атмосферном давлении проявляется лишь при использовании в качестве рабочих тел аргона и азота. Некоторые результаты расчетов средней проводимости приведены на рис. 2 Д41я начального участка течения (г=1) и профиля энтальпии (2.2.20) при атмосферном давлении и значении энтальпии во входном сечении соответствующем температуре 300° К. Даже для аргона и азота влияние примесей на среднюю проводимость мало. Это объясняется тем, что присутствие паров материалов электрода повышает электропроводность плазмы в основном при умеренной температуре, однако величина электропроводности все же остается малой по сравнению с элeкtpoпpoвoднo тью более нагретой центральной зоны разряда, которая и определяет среднюю проводимость. Наличие примесей может повлиять лишь на условие шунтирования дуги. I [c.114]

Электропроводность плазмы. Коэффициент при напряженности электрического поля Е в уравнении плотности электрического тока (I. 1. 41) определяет электропроводность плазмы. Числегг-ные расчеты показывают, что для вычисления при больших степенях ионизации достаточно ограничиться третьим приближением (п=3) в разложении функции распределения методом Чепмена—Энскога [66]. При малых степенях ионизации определяющ,ее влияние на сходимость выражения для оказывает вид зависимости эффективных сечений взаимодействия электрон—нейтрал от энергии электронов [67, 68]. Особенно неблагоприятным является рост эффективного сечения электрон—нейтрал с энергией электронов (например, в Аг, Ке, Кг вследствие эффекта Рам-зауера). Могут встретиться ситуации, когда устойчивое значение электропроводности не достигается даже в четвертом приближении [65]. Поэтому вопрос сходимости выражения для (I. 1. 44) приходится решать в каждом конкретном случае. Опыт расчета, однако, показывает, что в большинстве случаев (за исключением, быть может, инертных газов) третье приближение метода Чепмена—Энскога обеспечивает погрешность —5% в определении при малых степенях ионизации. Такая точность весьма удовлетворительна, так как она превосходит точность определения самих эффективных сечений электрон—нейтрал. [c.27]

Состояние экспериментальных исследований теплофизических свойств плотной плазмы. Важная информация о состоянии плазмы содержится в результатах исследования процесса детонации взрывчатых веществ. Известно, что при взрыве газ подвергается кратковременному действию очень высоких давлений (сотни килобар) и высоких температур (нескольких тысяч градусов) и претерпевает существенные изменения электронные уровни атомов (молекул) уширяются и смещаются, химические связи нарушаются и газ из диэлектрика превращается в полупроводник, а при сверхвысоких давлениях — даже в металлический проводник. Свойства.плазмы, образованной таким образом, исследовались, например, в серии работ Кука с сотрудниками [2—4]. В опытах над зоной взрыва (давление менялось в диапазоне 10 Р 230 кбар) была обнаружена плазменная область с большой концентрацией свободных электронов п Цсм ). Время жизни этого образования составляло сотни микросекунд. Экспериментаторам удавалось вывести в атмосферу по стеклянной трубке плазменный сгусток, который определенное время продол кал существовать в устойчивом капельном состоянии, а потом исчезал после характерного взрыва. Эти опыты указывают на возможность фазового превращения в плотной плазме. Попытки измерения электропроводности плазмы при ее движении по трубке свидетельствуют о металлическом характере переноса тока. Авторы названных работ пытаются описать теоретически поведение наблюдаемой ими плазмы, предполагая наличие динамической квазирешетки ионов и электронов. Используя эту модель, они оценивают снижение потенциала ионизации и энергию сцепления плазмы. [c.280]

Таблица и рис. 3 свидетельствуют о резком росте электропроводности с давлением при постоянной температуре, а такячв о снижении электропроводности плазмы с ростом температуры при постоянном давлении. [c.281]

Соответствующий рост электропроводности плазмы физически можно объяснить тем, что при большой плотности вещества в результате наложения полей атомов сглаживается эффективный потенциал взаимодействия электронов с атомами. В результате диффузия электронов в веществе облегчается, и их подвижцость растет. [c.297]

Сверхпроводящие магнитные системы для магнитогидродинамических (МГД) генераторов [30, 631, 669, 670]. В МГД генераторах производят прямое преобразование теплоты в электрическую энергию путем пропускания электропроводной плазмы через магнитное поле (рис. 17.8). Электропроводность горячего газа увеличивают путем присадки какого-либо из щелочноземельных металлов — К, Сз. При движении плазмы в магнитном поле возникают ЭДС и ток между анодами и катодами. МГД генераторы позволяют повысить КПД тепловых электростанций с 40 до 50—60% за счет использования более высокой температуры. Лаверик [622] указывает также на привлекательность МГД генераторов для военной техники, имея в виду их способность к созданию больших кратковременных импульсов энергии. Крупные промышленные МГД установки не могут стать эффективными без использова- [c.397]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология