Термическая ионизация газа

Пробивным напряжением газа является напряжение искрового разряда. Кроме искрового разряда может быть дуговой разряд, характеризующийся большой плотностью тока и возникновением между электродами электрической дуги. Переход искрового разряда в дуговой связан с очень быстрым расширением главного искрового разряда и взрывной волной в радиальном направлении. При дуговом разряде имеет место термическая ионизация газа. [c.62]

Применение датчика электрического типа для измерения теплообмена в ударной трубе встречает значительные трудности, >связа ные с существованием за ударным фронтом термической ионизации газа, которая при высоких режимах может привести к искажению тепловых сигналов ложными импульсами. По- [c.512]

У самостоятельных дуг эта эмиссия поддерживается тепловыделением самой дуги, у несамостоятельных — специальным его нагревом. Проводимость газового канала самостоятельных (термических) дуг обусловливается термической ионизацией газа, причем температуры электронов, ионов и нейтральных частиц в канале приблизительно одинаковы. Разряды низкого давления с подогреваемым активированным катодом (несамостоятельные дуги) могут, как и в случае тлеющего разряда, иметь температуру электронов, много большую ионной температуры (рис. 23.12—23.15). [c.433]

Термическая ионизация газа. Термоионный эффект 133 [c.133]

Можно указать и на некоторые другие характерные отличия дугового разряда от тлеющего. Для дугового разряда характерна высокая температура катода и ствола дуги, в то время как при тлеющем разряде температура катода может равняться температуре окружающей среды, а температура ствола разряда может быть в несколько раз ниже, чем в случае дуги. Свечение вызывается у тлеющего разряда ионизацией газа высоким градиентом в его стволе, а у дуги — термической ионизацией газа. [c.13]

К приведенным уравнениям необходимо присоединить еще уравнение Саха, определяющее плотность ионов и электронов, создаваемых термической ионизацией газа. Это уравнение можно написать в следующем виде [c.71]

В случае дуги постоянного тока в установившемся режиме основным и практически единственным источником ионизации в стволе дуги является термическая ионизация газа. В дуге переменного тока во время восстановления напряжения после перехода тока через нуль может сыграть известную роль также ударная ионизация. Однако за исключением очень краткого,промежутка времени- (паузы тока) термическая ионизация играет и в дуге переменного тока практически решающую роль. [c.82]

I 4-2. Термическая ионизация газа в стволе дуги [c.83]

Явление термической ионизации газа заключается в том, что при высокой температуре скорость теплового движения молекул газа достигает настолько большой величины, что при столкновении их становится возможным выбивание электронов из атомов, т. е. ионизация газа. [c.83]

Под степенью термической ионизации газа следует понимать отношение числа образовавшихся электрически заряженных частиц к общему количеству нейтральных частиц в объеме газа до ионизации. При атмосферном давлении степень ионизации газа изменяется с изменением температуры и зависит от потенциала ионизации. [c.31]

Распространение оптических разрядов в газах. Если импульс лазера, инициировавший пробой газа в фокусе линзы, не заканчивается после полной ионизации и нагрева газа в фокальной области, линзы, то наступает следующий этап оптического пробоя, связанный с распространением оптического разряда в близлежащие области нейтрального холодного газа, напряженность светового поля в которых недостаточна для инициирования самостоятельной лазерной искры. При этом граница области, занятой плазмой, начинает двигаться вдоль лазерного луча (обычно навстречу ему), захватывая все новые массы холодного газа и переводя их в плазменное состояние. Можно провести аналогию с обычным горением [17, 18] она базируется на том обстоятельстве, что скорость термической ионизации газа и/ описывается по формуле Саха экспоненциальной зависимостью от температуры [c.112]

При световой детонации фронт оптического разряда испускает ударную волну. Последняя, проходя по холодному участку газа, нагревает его до температуры, при которой становится возможной термическая ионизация газа. В результате ранее прозрачный для лазерного излучения участок газа становится поглощающим, в нем начинает выделяться теплота от поглощенной энергии световой волны. Этот участок теперь сам становится источником ударной волны (рис. 2.20), она бежит дальше, прогревая и ионизируя все новые участки газа. Таким образом, в этом случае скорость распространения фронта разряда — сверхзвуковая плотность газа внутри фронта — приблизительно такая же, как и в не нагретом газе (подробнее — см. п.2.9.6). [c.113]

Ионизации частиц твердого тела при высоких температурах посвящены работы [15, 185, 714], авторы которых использовали аналогию с ионизацией газа. oy [728] изучал взаимодействие между электронами, испускаемыми нагретыми твердыми частицами и пространственными зарядами системы газ — твердые частицы. В соответствии с другими методами электризации частиц эта реакция называется термической электризацией. Показано, что при температурах порядка 10 К ионизация газа может быть незначительной, а термоэлектронная эмиссия, которой противодействуют пространственные заряды, становится доминирующим механизмом, так что время достижения равновесия чрезвычайно мало. [c.446]

Уравнение (10.75) приводится к случаю К = Q, когда ионизация в газообразной фазе незначительна. Параметр К характеризует соотношение между термоэлектронной эмиссией и накоплением электронов, испускаемых термически ионизованным газом, вследствие электростатической емкости твердых частиц в объеме зонда [311. [c.455]

Фиг. 10.12. Электропроводность благодаря термической ионизации. Сравнение с результатами, полученными при сгорании газа с добавками калия.

Неупругие соударения частиц между собой при высоких температуре и плотности газа приводят к так называемой термической ионизации, которая возникает за счет кинетической энергии частиц. Наиболее вероятна схема электронного удара [c.44]

Плазму, находящуюся в термическом равновесии, т. е. имеющую практически одинаковую температуру для всех частиц, называют часто термической плазмой. Для нее, как указывалось выше, соблюдаются условия квазинейтральности и, за исключением предельных случаев высокого давления, законы идеальных газов. По виду плазмы сварочные дуги при атмосферном давлении могут быть отнесены к категории дуг термического типа. Можно рассматривать термическую ионизацию, как обратимую химическую реакцию газов [c.53]

Так как дуговой разряд существует обычно не в однородном газе, а в смеси газов и паров, находящихся при высокой температуре, то необходимо знание эффективного потенциала ионизации. Практика показывает, что в смеси газов в большей степени ионизируется газ с наименьшим щ. Расчет эффективного потенциала термической ионизации смеси о был выполнен В.В. Фроловым. [c.54]

Безусловно, дуга в вакууме отличается по своим свойствам от дуги при атмосферном давлении. Плазму столба дуги уже нельзя рассматривать как термически равновесную, так как электронная температура больше температуры газа Te>Tg (см. пример 3). Термическая ионизация в столбе дуги снижается [c.97]

Процесс возникновения свободных электронов и положительных ионов в результате столкновений атомов и молекул газа при высокой температуре называется термической ионизацией. [c.168]

При высоких температурах в одноатомном газе происходит процесс термической ионизации — отрыв электронов с внешней электронной оболочки атома. В результате этого процесса образуется смесь отрицательно заряженных электронов, положительно заряженных ионов и электрически нейтральных атомов. Эта смесь электрически заряжен" [c.491]

При втором способе возбуждения дуговой разряд развивается из искрового. Для создания искрового разряда используют специальное устройство - осциллятор, который представляет собой генератор высоковольтного U = 2000...4000 В) высокочастотного (/ = 250 кГц) электрического разряда. Осциллятор подключают или параллельно газовому промежутку между электродом и изделием, или последовательно с этим промежутком. Напряженность электрического поля, создаваемого осциллятором между электродом и изделием, выше потенциала ионизации газа, что ведет к электрическому пробою газового промежутка. Создается ионизированный канал малого сечения, в котором развивается высокочастотный искровой разряд. Он обеспечивает развитие дугового разряда под действием электрического поля источника питания дуги и термических процессов при возрастании тока сварки. Поскольку работающий осциллятор - это мощный источник радиопомех, то после возбуждения дуги его отключают. [c.87]

Предполагая, что газ при термической ионизации находится в термодинамическом равновесии, — а это справедливо для дуги в установившемся режиме — можно получить уравнение для определения степени термической ионизации. Это уравнение было выведено индийским ученым Саха и носит его имя. Оно имеет вид [c.83]

Это равенство справедливо до температуры около 4000°, так как при более высоких температурах газ становится проводником. В нем действует термическая ионизация, несравненно более энергичная, чем ударная. [c.103]

Различают два рода плазмы изотермическую, возникаюп ую при нагреве газа до температуры достаточно высокой, чтобы протекала термическая ионизация газа, и газоразрядную, образующуюся при электрических разрядах в газах [7]. Физические явления в процессе перехода вепгества в состояние плазмы можно проследить на примере образования изотермической плазмы. [c.35]

При установившемся режиме горения дуги в ней непрерывно происходит процесс термической ионизации газа, но в то же время создающиеся в ней ионы и электроны не могут накапливаться — они должны исчезать в процессе деионизации, осуществляя подвиж-. ное термоди1Шмическое равновесие. Процессы деионизации могут быть двух родов рекомбинация и диффузия. [c.94]

Термическая ионизация газа в зоне дуги содействует активации молекул газовых реагентов [66], В газовой прослойке V торца электрода могут быть пары SiO, Si02, Si и углерода. В дуге температура столь высока, что обеспечивается диссоциация окислов. При этом мол<ет достигаться значительная степень ионизации. Так, при 6000° пары креминя в дуге ионизируются на 1,0 %, [c.59]

Известно, что при достаточно сильном нагревании любое вещество испаряется, превращаясь в газ. Если увеличивать температуру, резко усилится процесс термической ионизации, т. е. молекулы газа начнут распадаться на составляющие их атомы, которые затем превращаются в ноны. Ионизация газа, кроме того, может быть вызвана его взаимодействием с электромагнитным излучением (фотоионизацня) или бомбардировкой газа заряженными частииа.мн. [c.290]

В сварочных дугах имеются три характерные зоны — катодная, анодная и столб дуги. Столб сварочных дуг при атмосферном давлении представляет собой плазму с локальным термическим равновесием, квазинейтральностью и свойствами идеального газа. В столбе вакуумных сварочных дуг термическое равновесие может не наблюдаться, т. е. Te> Ti=Tn). С помощью физики элементарных процессов в плазме определяют потенциал ионизации газов Ui, эффективное сечение взаимодействия атомов с электронами (по Рамзауэру) Qe и отношение квантовых весов а . С использованием термодинамических соотнощений (первое начало термодинамики, уравнение Саха) определяют эффективный потенциал ионизации о, температуру плазмы столба Т, напряженность поля Е и плотность тока / в нем. [c.60]

Газы в слабых электрических полях и при не очень высоких температурах обладают весьма малой удельной проводимостью. При этих условиях весьма немногочисленные свободные носители заряда — электроны и ионы — образуются лишь под действием внешних ионизаторов невысокой интенсивности—космических лучей и естественного ионизирующего излучения. Поэтому при указанных условиях газы являются отличными диэлектриками с удельным сопротивлением порядка 10 Ом-м, практически не имеющим диэлектрических потерь (tg б порядка 10 ). Повышение электропроводности газов происходит при высоких температурах, начиная с 10 — Ю К, когда энергия теплового движения частиц газа велика и при столкновении они могут ионизовать друг друга (происходит термическая ионизация). Термоионизация воздуха нарастает, начиная с температуры 8000 К. При 20 ООО К воздух ионизуется практически полностью [c.545]

ИОНИЗАЦИЯ [диссоциативная состоит в распаде молекул с одновременной ионизацией продуктов диссоциации многофотонная— разновидность ионизации, обусловленная одновременным поглощением нескольких фотонов атомов или молекул поверхностная происходит вследствие термическо11 десорбции положительных или отрицательных ионов с поверхности твердых тел термическая происходит за счет кинетической энергии сталкивающихся частиц при высоких температурах ударная — ионизация газа, осуществляемая ударами электронов, ионов или атомов] [c.241]

Чтобы определить параметры плазмы, представляющей собой высокотемпературную равновесно реагирующую газовую смесь, прежде всего необходимо найти ее состав. Очевидно, что точность расчета состава будет определяться не только погрешностью вычислительного процесса, но в первую очередь — полнотой учета физических и химических эффектов, имеющих место в реагирующей смеси. Однако полный учет этих явлений затруднен. В то же время для получения результатов с достаточной для инженерных расчетов точностью можно принять следующие допущения в реакции горения участвует все топливо воздух состоит только из азота и кислорода смесь газов, составляющих продукты сгорания, является идеальным газом в исследуемом диапазоне температур и давлений полностью отсутствует термическая ионизация газовых компонент рассматривается однокомпонентпая легкоионизируемая присадка ее влияние на термодинамические параметры газовой смеси учитывается в приближенной форме введением соответствующих поправочных коэффициентов влияние присадки на вязкость и теплопроводность не учитывается а электропроводность рассчитывается методом малых возмущений. [c.109]

Различают три вида ионизации в газах соударением, облучением (фотоионизация) и нагревом (термическая ионизация). Суть ионизации независимо от ее вида заключается в том, что за счет энергии, полученной нейтрдльным атомом газа тем или иным образом, этот атом теряет электрон и становится положительно заряженным ионом. Количество энергии, которое необходимо затратить для отрыва электрона от ядра атома, называют энергией ионизации-, ее измеряют в электронвольтах. Эта энергия численно равна потенциалу ионизации, который измеряется в вольтах и характеризует величину напряженности внешнего электрического поля, при которой электрон приобретает энергию, равную энергии ионизации. Потенциал ионизации зависит от строения атома и различен для различных химических элементов. Чем меньше потенциал ионизации, тем легче оторвать электрон от атома. [c.86]

Длина катодной области очень мала и сопоставима с длиной свободного пробега иона / = 10 ... 10 см. Катод эмитирует электроны как за счет нагрева его поверхности (термоэлектронная эмиссия), так и в результате создания у его поверхности электрического поля высокой напряженности (автоэлектронная эмиссия). Кроме того, электроны и ионы образуются в самой катодной зоне благодаря термической ионизации нейтрального газа. У поверхности катода создается объемный положительный заряд. Катодное падение напряжения (Укат 5...25 В на небольшой длине катодной зоны обусловливает значение градиента потенциала в этой зоне 10 В/см. [c.233]

Проволимость плазмы и эффект Холла. Ионизация, создаваемая нагреванием газа, называется термической. Ионизация, создаваемая наложением сильных электрических полей, называется неравновесной ионизацией. [c.525]

При достаточно больших давлениях и длинах разрядного промежутка основную роль в возникновении и протекании разряда играет газовая среда. Поддержание разрядного тока определяется поддержанием равновесной ионизации газа, происходящей при малых токах за счет таунсендовских процессов каскадной ионизации, а при больших токах — за счет термической ионизации. [c.427]

Ионизационная диффузия (или теплопередача) в квазиравно-весном ламинарном следе за сферой или за входящим в атмосферу телом при типичных условияз входа исследовалась Лином [84]. С помощью термодинамических таблиц Гилмора [85], Логана [86] и Тира [87] по известным равновесной температуре и плотности газа можно вычислить концентрацию электронов п, образовавшихся вследствие термической ионизации чистого воздуха. [c.134]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...