Радиальные и продольные потоки частиц в капиллярном разряде

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Исследована разрядная плазма капилляров с испаряющимися стенками, состоящими из СH2- или CF2-соединений, и выявлено различие процессов переноса в образующихся плазменных смесях. Рассмотрена картина взаимосвязи продольных и поперечных потоков во внутреннем пространстве капилляров, ключевым звеном которой является гидродинамический поток со стенок, обеспечивающий наполнение капилляра и формирование ускоренного продольного потока. На выходе из капилляра измерены параметры плазменной струи в центральной области, в которой преобладает почти полностью ионизованный легкий компонент исследуемых плазменных смесей. Благодаря этому выявлена интегральная по сечению плотность потока легкого компонента, подчиняющаяся стехиометрии материала стенки, что позволило найти общий поток плазмы. С его использованием из уравнения неразрывности определена плотность потока источника испаряющихся со стенок капилляра частиц, являющегося главным внешним параметром диффузионной задачи. Среднемассовая скорость у самой стенки капилляра оказалась невелика (6–15 м/с).

About the authors

O. V. Korshunov

Federal State Budgetary Scientific Institution United Institute of High Temperatures RAS

Москва, Россия

A. S. Pashchina

Federal State Budgetary Scientific Institution United Institute of High Temperatures RAS

Email: fgrach@mail.ru
Москва, Россия

References

  1. Коршунов О.В., Пащина А.С., Чиннов В.Ф. Состав плазмы и диффузия в пристеночной области капиллярного разряда // ТВТ. 2024. Т. 62. № 2. С. 163.
  2. Пащина А.С., Ефимов А.В., Чиннов В.Ф. Оптические исследования многокомпонентной плазмы капиллярного разряда. Сверхзвуковой режим истечения // ТВТ. 2017. Т. 55. № 5. С. 669.
  3. Pashchina A.S., Chinnov V.F. The Influence of the Geometry and Power of a Pulsed Capillary Discharge on the Properties of Erosive Plasma // J. Phys. Conf. Ser. 2018. V. 1112. P. 012012.
  4. Pashchina A.S. Measurements of Electron Number Density and Temperature in a Supersonic Plasma Jet by Optical Emission Spectroscopy // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2100. № 1. P. 012003.
  5. Пащина А.С., Ефимов А.В., Чиннов В.Ф. Оптические исследования многокомпонентной плазмы капиллярного разряда. Дозвуковой режим истечения // ТВТ. 2016. Т. 54. № 4. С. 513.
  6. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1991. 600 с.
  7. Белов С.Н. Расчет осевого распределения параметров плазмы капиллярного разряда с испаряемой стенкой // Журн. прикл. спектроскопии. 1978. Т. 28. № 4. С. 605.
  8. Wang W., Kong L., Geng J., Wei F., Xia G. Wall Ablation of Heated Compound-materials into Non-equilibrium Discharge Plasmas // J. Phys. D: Appl. Phys. 2017. V. 50. № 7. P. 074005.
  9. Zhdanov V.M. Transport Processes in Multicomponent Plasma. N.Y.–London: Tailor & Francis, 2002. 296 p.
  10. Pashchina A.S., Efimov A.V. Study of Demixing in C–F Plasma Produced in a Capillary Discharge // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. № 11. P. 113502.
  11. Murphy A.B. Diffusion in Equilibrium Mixtures of Ionized Gases // Phys. Rev. E. 1993. V. 48. № 5. P. 3594.
  12. Pashchina A.S. Demixing in the Plasma Created in Capillary Discharges with Polymeric Wall // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2100. № 1. P. 012002.
  13. Pashchina A.S. The Influence of Spatial Inhomogeneity of Pulsed Capillary Discharge on the Gas Dynamics of Multicomponent Plasma // J. Phys. Conf. Ser. 2018. V. 1112. № 1. P. 012013.
  14. Биберман Л.М., Воробьев В.С., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1982. 378 с.
  15. Биберман Л.М., Воробьев В.С., Якубов И.Т. Кинетика ударно-радиационной ионизации и рекомбинации // УФН. 1972. Т. 107. № 3. С. 353.
  16. Елецкий А.В., Палкина Л.А., Смирнов Б.М. Явления переноса в слабоионизованной плазме. М.: Атомиздат, 1975. 336 с.
  17. Kovitya P. Thermodynamic and Transport Properties of Ablated Vapors of PTFE, Alumina, Perspex, and PVC in the Temperature Range 5000–30 000 K // IEEE Trans. Plasma Sci. 1984. V. PS-12. № 1. P. 38.
  18. Ruchti C.B., Niemeyer L. Ablation Controlled Arcs // IEEE Trans. Plasma Sci. 1986. V. 14. № 4. P. 423.
  19. Keidar M., Boyd I.D. Ablation Study in the Capillary Discharge of an Electrothermal Gun // J. Appl. Phys. 2006. V. 99. № 5. P. 053301.
  20. Burton R.L., Turchi P.J. Pulsed Plasma Thruster // J. Propuls. Power. 1998. V. 14. № 5. P. 716.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences