Плазма изотермическая

Нели процесс расширения плазмы в канале является изотермическим, то [c.291]

Проведенные оценки времени установления температурного равновесия в плазме являются приближенными, так как все рассуждения относились к случаю, когда запас анергии в плазме сохранялся постоянным, т. е. подвод и потери энергии были равны Поэтому при рассмотрении конкретных процессов плазму можно считать изотермической, если Тр Трр, где т р — характерное время процесса. Случай Те может реализоваться в сильно ионизованной плазме [c.394]

При термодинамическом равновесии средняя кинетическая энергия всех частиц одинакова. Такая плазма называется изотермической. [c.213]

Прежде чем приступить непосредственно к вычислению проводимости, сделаем одно замечание. Мы отмечали а параграфе 5.1. первого тома (см. также приложение 5Б), что в теории электропроводности могут встретиться два предельных случая. В адиабатическом пределе средний импульс носителей заряда релаксирует значительно быстрее, чем устанавливается равновесное распределение частиц по энергиям или, как говорят, происходит термализация в системе. Такая ситуация возникает, например, в полупроводниках, когда концентрация электронов проводимости и дырок мала, а средний импульс носителей заряда быстро релаксирует из-за их упругого рассеяния на примесных атомах. Как мы видели в приложении 5Б, в адиабатическом пределе необходимо рассматривать процесс релаксации всех моментов одночастичной функции распределения, поскольку упругие процессы рассеяния сами по себе не приводят к установлению равновесного распределения частиц по энергиям. Относительно проще обстоит дело в изотермическом пределе, когда характерное время термализации носителей заряда значительно меньше времени релаксации их полного импульса. В этом пределе достаточно рассматривать лишь процесс релаксации первого момента одночастичной функции распределения, т. е. среднего импульса. В плазме ситуация близка к изотермической, поскольку сильное кулоновское взаимодействие между электронами быстро приводит к термализации электронной подсистемы. Важно подчеркнуть, что само по себе это взаимодействие не меняет полный импульс электронов, который релаксирует только за счет взаимодействия между электронами и ионами. Из-за эффектов экранирования в плазме электрон-ионное взаимодействие является относительно слабым и может быть учтено а рамках теории возмущений. [c.38]

При оценках оптических и электрических свойств плазменных образований важно знать их газовую и электронную температуру, а также степень ионизации ii. = yV,V-V. Для случая механизма коллективного пробоя на частицах аэрозоля подобного рода измерения проведены в работе [27] с Nd-лазером в режиме свободной генерации. Зависимость от времени усредненной по объему плазмы температуры, найденная в изотермическом приближении из отношения интенсивностей линий Са(/) (468,5 нМ, 487,8 нМ), представляет кривую с максимумом Г 1,7-10 К (к концу импульса генерации) и временем релаксации по полувысоте t — 4 мс. Концентрация электронов Ne, которая оценивалась по штарковскому уширению контуров линий Са(/), составила 3-10 см . [c.178]

В изотермической плазме с равными температурами электронов и ионов могут распространяться лишь электронные ленгмюров-ские колебания. Фазовая скорость т/А таких волн велика по сравнению с тепловой скоростью электронов. Это означает, что оказывается относительно весьма малым число частиц, для которых выполнено условие эффекта Черенкова т = кь и которые, как это следует иа формулы (55.13), лишь и могут взаимодействовать с плазменными колебаниями. Поэтому в случае изотермической плазмы вклад взаимодействия с волнами, описываемый интегралом столкновений (55.13), оказывается сравнительно очень малым [7, 8] (см. также [38]). [c.240]

Неравенство (62.22) совместно с (61.1) означает, что для почти изотермической плазмы напряженность магнитного поля заключена в пределах [c.287]

В работе [106] сравнивается штарковская теория уширения [108] с экспериментом для линий 01 и N1. Исследовалась плазма дуги, горящей при давлении от 0,5 до 5 атм. Основой смеси являлся аргон. Примеси вводились в определенных контролируемых количествах. Измерения велись одновременно в видимой и в вакуумной областях спектра. Плазма была изотермической. Электронная концентрация определялась по ширине линии Н(,. Температура определялась по двум линиям [c.373]

В изотермической плазме кинетическая энергия частиц одинакова. При тепловом равновесии с окружающей средой такая плазма может существовать долгое время. Эта плазма обнаружена в звездах, имеет температуру от 35 000° К до миллионов градусов и играет большую роль в космических процессах. Плазма, несмотря на высокую ее температуру, сильно разрежена — она прозрачна. [c.46]

Плазма, полученная в результате воздействия высоких температур, является изотермической, так как вещество ее находится в тепловом равновесии. Она может существовать далее без постороннего источника возбуждения. Плазма, полученная другим способом, является неизотермической и отличается от предыдущей неравновесным состоянием. Длительное существование ее невозможно без возбуждения ионизации из вне [8]. [c.8]

При высоких давлениях в плазме (более 10 мм рт. ст.) возрастает число столкновений, увеличивается обмен энергией между электронами, ионами и молекулами, в результате чего температура выравнивается и плазма становится изотермической. Механизм химических реакций в изотермической плазме не отличается от механизма реакций, протекающих при высокой температуре, полученной в системе другим способом. В этом случае можно производить расчеты на основании закономерностей термодинамического равновесия [351. [c.110]

При рассмотрении столба дуги как изотермической плазмы для определения степени ионизации при данной температуре и давлении можно использовать известное уравнение Сага [c.102]

П.7. Установите связь интенсивности лазерного пучка, при которой происходит переход от изотермического режима расширения эрозионной плазмы к нестационарному адиабатическому режиму, при котором скорость потока плазмы сравнивается с адиабатической скоростью звука и = где у = ср/с - показатель адиабаты. [c.181]

В работе исследуется структура перпендикулярной ударной волны в плазме с бесконечной проводимостью. Как показано в работах, в ионизованном газе ввиду различной роли ионов и электронов (вязкость обусловлена в основном первыми, теплопроводность — вторыми) и большой разницы в их массах коэффициент теплопроводности существенно превышает коэффициент вязкости. Поэтому даже в отсутствие магнитного поля существуют условия возникновения обычного изотермического скачка. [c.22]

Плазму столба можно считать электрически нейтральной и изотермической, для нее справедливы многие газовые законы, в частности для атомов, ионов и электронов средняя тепловая энергия составляет [c.22]

Неупругие столкновения можно рассматривать как некоторую химическую реакцию, а поскольку плазма считается изотермической, то для изучения таких реакций следует применять закон действующих масс. Тогда упомянутые потенциалы представляют собой энергию активации данной реакции. Например, ионизация атома В соответствует схеме В В++е, где В+ — положительный ион е — электрон. Согласно закону действующих масс [c.23]

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]

В условиях ионйо-плазменнмх технологий для достижения критических параметров (при воздействии электронного и ионного пучков, вытянутых из плазм газового и злектродугового разрядов) происходит смена механизма диссипации энергии — переход от диссипации энергии по механизму теплопроводности к конвективным потокам, исследование формирования износостойких покрытий системы Ti(N, С) при ионно-плазменной технологии показали, что смена механизма диссипации энергии при фиксированных параметрах ионного и электронного пучков отвечает установлению изотермических условий на поверхности изделия, т. е. постоянство температуры. [c.174]

Вследствие ряда специфических свойств плазмы понятие температура имеет множество определений и их многоообразие не позволяет остановиться на одном и считать его в настоящее время единственно правильным. Для плазмы, находящейся в состоянии частичного термодинамического равновесия, можно выделить электронную Tg и ионную ТI температуры. В этом случае плазма может рассматриваться как смесь электронного и ионного газов, причем распределение скоростей частиц в каждом из газов максвелловское (хотя оба газа электронный и ионный не находятся в равновесии). При достаточно высоких плотностях плазма будет находиться в состоянии термического равновесия и = Т . Такая плазма называется изотермической. При очень низких плотностях плазма не может находиться в термическом равновесии и понятие температуры к ней неприемлемо. [c.230]

По оси струи на расстоянии менее 38 мм от места входа ее в слой отмечались пульсации температуры (равные примерно 100° С), особенно заметные, когда подводимая мощность превышала 1 кет. Видимо, из-за эжекции частиц струей плазмы происходили быстрое нарастание двухфазного (среда — частицы) пограничного слоя струи, смыкание ее газового факела и периодические отрывы его с образованием пузырей аналогично появлению пузырей при распространении в псевдоожи-женном слое турбулентных низкотемпературных газовых струй, наблюдавшемуся автором [Л. 350]. Уже поэтому закономерна пульсация температуры по оси струи — в зоне образования и движения пузырей. Следует отметить, что для восходящей высокотемпературной струи в более холодном псевдоожиженном слое эффект эжекции частиц может быть сильнее, чем в изотермическом слое, из-за быстрого уменьшения удельного объема плазменного газа при охлаждении. Это, видимо, позволяет интенсивно эжектировать даже тонкодисперсные частицы, которые в изотермическом слое увлекаются слабо. Улучшение условий эжекции подтверждаются измерениями авторов (Л. 472], показавшими, что давление в плазменной струе ниже входа ее в псевдоожи-женный слой значительно меньше статического давления в слое на уровне решетки, а также самим фактом очень быстрого охлаждения плазменной струи в псевдоожиженном слое, связанным, по нашему мнению, в первую очередь с увеличением большого количества тонко-дисперсных частиц, а не с радиационным обменом, которому сами авторы 1[Л. 472] отводят несколько преувеличенную роль, считая, что им обусловлена главная часть теплообмена струи в поперечном направлении . Во всяком случае в середине проводившегося процесса глубокого охлаждения струи с 6 000 до 80—100° С, когда температура тонкой, имевшей малую оптическую толщину струи была уже в пределах 1000—1500° С, не приходилось ожидать существенной теплоотдачи радиацией непосредственно от струи газа, тем не менее и эта [c.63]

В работах [14, 40] обнаружен и исследован механизм коллективного низкопорогового пробоя, который реализуется при повышенных концентрациях грубодисперсного поглощающего аэрозоля и лазерных импульсах миллисекундной длительности. Измерения проводились с лазером на Nd-стекле в режиме свободной генерации. При интенсивностях излучения около 1 МВт-см 2 и концентрации частиц размером 5—10 мкм, превышающей 10 см , развивалась температурная неустойчивость с Гс= (5-f-15) 10 К, обусловливающая изотермическую ионизацию парогазовой среды. Причем фронт плазмы распространялся с дозвуковой скоростью (режим медленного горения разряда). [c.39]

Для изотермической плазмы согласно таблице влияние взаимодействия с ионно-звуковыми волнами приводит лишь к пренебре- [c.250]

В выводе интеграла столкновений Ландау и в выводе интеграла столкновений Больцмана учитываются эффекты парного взаимодействия сталкивающихся частиц. Наличие всего коллектива заряженных частиц учитывается в эффекте динамической поляризации плазмы в интеграле столкновений Балеску — Ленарда. Однако все эти интегралы столкновений не учитывают влияния внешних сил и средних самосогласованных полей на акт соударения частиц. Естественно, что такое пренебрежение возможно в достаточно слабых полях, что имеет место часто, но отнюдь не всегда. В настоящее время хорошо изучен один случай неслабых полей, который мы и рассмотрим ниже. Именно, речь пойдет о влиянии сильного магнитного поля па соударения частиц. При этом магнитное поле существенно проявляется в закономерностях столкновений заряженных частиц тогда, когда характерные радиусы кривизны траекторий частиц в магнитном поле уже нельзя считать много большими радиуса действия сил. Иными словами, можно говорить о сильном магнитном поле, влияющим на столкновения заряженных частиц, если радиус гироскопического вращения электрона оказывается меньше радиуса дебаевской экранировки кулоновского поля. Последнее, например, для случая изотермической плазмы имеет место в условиях выполнения неравенства [c.276]

Формула (64.19) соответствует полученной Беляевым [1] для изотермической плазмы. В этом случае взаимодействие частиц при всех прицельных параметрах соударений от электронного гироскопического радиуса до дебаевского ограничено временем свободного выхода иона из области взаимодействия, поскольку при этом радиус кривизны траектории иона в магнитном поле велик по сравнению с размером области взаимодействия. Отстальные из приведенных здесь выражений были получены Голантом [9] и Алиевым и Шистером [10]. [c.296]

Полученные дважды логарифмические выражения полностью определяют поперечную частоту столкновений лишь в случае изотермической плазмы. Для неизотермической плазмы в условиях, когда температура электронов превышает температуру ионов, необходимо знать выражениеПосле интегрирования с логарифмической точностью из формулы (64.15) получаем Ц8,19] [c.300]

Для равновесного максвелловского распределения частиц изотермической плазмы формула (П.П.13) дает результат тоорпи тепловых флуктуаций [2] [c.311]

Теплосодержание газа по мере нагрева исходного материала уменьшается, и теплообмен плазмы с введенным матер1ш-лом идет менее интенсивно. При протекании электрического тока через область нагрева. материала происходит непрерывное выделение энергии и процесс является изотермическим, так как температура потока в этом случае меняется незначительно. Это подтверждается экспери.ментальными данными В. В. Кудинова и др. [43], полученными при изменении места ввода порошка в плазмотрон (рис. 22). Так, при вводе порошка вблизи катода Ппр достигает 15 о, в отличие от 3—5% при вводе пороип<а у среза сопла плазАютрона, куда дуга не доходит (см. схему расположения дуги в канале на рис. 22). [c.43]

Ионизащ1Я газа в отдельных участках Э. д. поспт различный характер. В непосредственной близости к катоду ионизация производится электронамп, прошедшими катодное падение. В основном столбе можно говорить об изотермической или почти изотермич. плазме, в к-рой осуществляется термическая ионизация. Впроче.м, последняя при достаточно высоких темп-рах также в основном электронная (см. Саха формула). [c.444]

В обычном дуговом разряде термическая ионизация занимает основное место. В результате плазма состоит из трех различных компонентов нейтрального, ионного и электронного газов. Эти компоненты могут иметь различающиеся температуры Т , Тс и Те. Газы нейтральный и ионный ввиду приблизительно одинаковых размеров частиц практически имеют одну и ту же температуру. Плазма, в которой Т = Тс= Те = Т, называется изотермической, или равно-еесной. Получению изотермической плазмы способствуют повышение давления газа и силы тока. В обычной сварочной дуге, горящей при атмосферном давлении, плазму можно считать изотермической. [c.69]

Уравнение Сага. Для изотермической, или равновесной, плазмы индийский физик Сага (Saha) на основании теоретических рассуждений в 1921 г. вывел уравнение, определяющее степень ионизации плазмы. Вывод основан на учете необходимости равновесия прямых и обратных процессов в плазме. После подстановки численных значений входящих величин уравнение Сага получает следующий вид [c.70]

Таким образом, найдя истинное значение ионного тока при t = b (что соответствует максимальному значению, линейно растущего напряжения), можно определить концентрацию электронов в плазме по выражению (1). При этом делается существенное и вполне достоверное для изотермической плотной плазмы в ударной трубе предположение о равенстве электронной температуры и температуры газа. Газодинамические параметры, в частности, температура и плотность, вычисляются при условии термодинамического равновесия численным решением уравнений сохранения на фронте ударной волны с учетом ионизации. Г1ри эгом пренебрегают тепловыми потерями, вязкостью и возбуждением атомов и ионов [13]. В заключение следует сделать некоторые замечания. [c.42]

Носителем тепловой энергии при плазменной обработке являются потоки ионов, а также электрически нейтральных молекул и атомов, образующихся при пропускании аргона, азота, аммиака, воздуха и других газов и их смесей, а также паров воды через дуговой разряд в дуговых плазменных горелках, называемых плаз-матронами. Плазменная струя имеет температуру 5000-30000 °С. Такую плазму называют низкотемпературной, неизотермической. Высокотемпературная, изотермическая плазма может существовать лишь при тепловом равновесии с окружающей средой в природе она составляет вещество звезд. Степень ионизации высокотемпера- [c.267]

При определении же коэффициента нелинейности а можно пренебречь дисперсией вовсе, т. е. рассматривать предельный случай к —>- 0. В этом пределе плазму можно во всяком случае считать квазинейтральной и соответственно описывать ее гидродинамическими уравнениями изотермического идеального газа (38,3), (38,7). Положив = пишем эти уравнения [c.199]

Ионно-звуковые колебания распространяются только в сильно неизотермической плазме с > 7/, В замагниченной плазме при тех же частотах возможно распространение колебаний, в которых электрическое поле непотенциально и существенны колебания магнитного поля. Они являются слабо затухающими даже в изотермическом случае, так как их скорость, много больше vj /. Для получения дисперсионного уравнения таких колебаний воспользуемся уравнениями двухжидкостной гидродинамики. Тепловыми поправками для простоты сначала пренебрежем и учтем их там, где это необходимо. В линейном приближении имеем [c.13]

Такие волны называются потенциальными дрейфовыми. В этом пределе их скорость распространения вдоль магнитного поля со/Л больше тепловой скорости ионов даже в изотермической плазме. Поэтому в отличие от ионного звука дрейфовые потенциальные волны почти не испытывают затухания Ландау на ионах. Другая особенность состоит в том, что скорость распространения со/к становится меньше дрейфовой скорости. Как видно из (1.36), это приводит к изменению знака затухания Ландау. В результате наступает так называемая дрейфоводиссипативная неустойчивость [1.4, 1.5]. Амплитуда потенциальных дрейфовых волн растет, хотя энергия диссипирует. В некоторых случаях столкновительная диссипация превосходит затухание Ландау. Можно показать, что знак диссипативного члена пропорционален со—со . Отметим, что солитоны-вихри на этой моде, рассматриваемые в гл. 6, имеют скорость больше дрейфовой и поэтому не могут усилиться за счет этого эффекта. При /3 с уменьшением скорость распрос- [c.16]

В этом решении амплитуда Ао, размер а, скорость перемещения и и угол наклона а произвольны. Оно состоит из дипольного носителя и монопольного ядра произвольной амплитуды. Таким образом, бегущий монопольный вихрь всегда сопровождается носителем, спадающим степенным образом, параметры которого не зависят от амплитуды монополя. Устойчивость таких решений обеспечивается вмороженностью плазмы в магнитном поле (топологическая устойчивость). Отметим, что в отличие от линейных альфвеновских волн, которые бегут со скоростью с А вдоль магнитного поля, скорость приведенных здесь вихрей, равная и/а, может принимать произвольные значения. Из этого можно сделать вывод, что такие вихри могут приводить к аномальному сопротивлению изотермической плазмы. [c.137]

Благодаря высокому давлению на фронте плазма в образовавшемся канале довольно плотная, а значит длина свободного пробега частиц невелика. Поскольку размеры канала малы, а следовательно, его электрическое сопротивление большое, то на э- ом этапе предполагается использование ГИ высокого напряжения. Вследствие большой плотности среды частота столкновений электрона с частицами велика, и через короткое время (около 0,1 мкс) температуры всех частш примерно выравниваются. В первом приближении через промежуток времени >0,1 мкс плазму можно считать изотермической с меняющимися во времени температурой, плотностью и давлением. Следовательно, неизотермическая стадия разряда длится менее 0,1 мкс, более продолжительные разряды представляют собой переходную стадию от искрового к дуговому и называются иногда искродуговыми, [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...