«КРСУнун ЖАРЧЫСЫ» журналынын МААЛЫМАТ ПОРТАЛЫ

На основе уравнений магнитной газовой динамики проводится расчет характеристик неравновесного микроволнового разряда в коаксиальном плазмотроне с укороченным внутренним электродом в зависимости от подводимой мощности электромагнитного излучения и расхода газа. Результаты сравниваются с экспериментальными данными и расчетами в рамках равновесной модели плазмы. Получено, что температура плазмы микроволнового разряда всегда термически неравновесна. Это качественно изменяет газодинамическую картину течения, и от режима «обтекания» ядра равновесного разряда потоком газа наблюдается режим «протекания» газа через неравновесный разряд. С увеличением расхода холодного газа уменьшаются радиальные размеры ядра разряда, снижается мощность диссипации электромагнитного излучения и нагрев газа. С понижением подводимой мощности электромагнитного поля условная граница переднего фронта разряда смещается вниз по потоку, снижается диссипация мощности электромагнитного излучения, напряженность электрического поля и температура тяжелых частиц. При этом незначительно повышается температура электронов и нагрев газа.

плазма; сверхвысокочастотный разряд; микроволновой разряд; неравновесность; фокусировка; диссипация

Магниттик газ динамикасынын теңдемелеринин негизинде ички электроду кыскартылган коаксиалдуу плазмотрондогу тең салмаксыз микротолкун разрядынын мүнөздөмөлөрү эсептелет. Мында бул мүнөздөмөлөрдүн разрядга түшүүчү электромагниттик нурлануунун кубаттуулугу менен газдын чыгымынан көз карандылыгы каралат. Алынган жыйынтыктар эксперименттердин натыйжалары жана плазманын тең салмактуу модели аркылуу жүргүзүлгөн эсептөөлөрдүн жыйынтыктары менен салыштырылат. Микротолкун разрядынын плазмасынын температурасы дайыма термикалык жактан тең салмаксыз болоору аныкталды. Бул болсо агымдын газ динамикасынын көрүнүшүн жана газ агымынын тең салмактуу разрядды «айланып өтүү» режимин таптакыр эле өзгөртөт; тең салмаксыз разряд аркылуу газдын «агып өтүү» режими байкалат. Муздак газ агымынын чыгымынын чоңоюшу менен разряддын өзөгүнүн радиалдык өлчөмү кичирейет, жутулуучу электромагниттик нурлануунун кубаттуулугу жана газдын ысышы төмөндөйт. Разрядга түшүүчү электромагниттик нурлануунун кубаттуулугунун төмөндөшү менен разряддын алдыңкы фронтунун шарттуу чеги агым боюнча ылдый жылат, электромагниттик нурлануунун жутулуу кубаттуулугу, электр талаасынын чыңалышы жана оор бөлүкчөлөрдүн

плазма; ашкере жогорку жыштыктагы разряд; микротолкун разряды; тең салмаксыздык; топтолуу; жутулуу

Based on the equations of magnetic gas dynamics, the characteristics of a nonequilibrium microwave discharge in a coaxial plasma torch with a shortened inner electrode are calculated depending on the supplied electromagnetic radiation power and gas consumption. The results are compared with experimental data and calculations in the equilibrium plasma model. It was found that the temperature of microwave discharge plasma is always thermally nonequilibrium. This qualitatively changes the gas-dynamic picture of the flow and from the regime of “flowing around” the core of an equilibrium discharge by a gas flow, a regime of “flowing” gas through a nonequilibrium discharge is observed. With an increase in the flow rate of cold gas, the radial dimensions of the discharge core decrease, the power of electromagnetic radiation dissipation and gas heating decrease. With a decrease in the supplied power of the electromagnetic field, the conditional boundary of the leading edge of the discharge shifts downstream, the dissipation of the power of electromagnetic radiation, the electric field strength and the temperature of heavy particles decreases. At the same time, the electron temperature and gas heating increase slightly.

plasma; ultrahigh frequency discharge; microwave discharge; disequilibrium; focusing; dissipation