Введение к работе
Актуллыгость проклеим,
В последние десятилетня широкое применение получило использование низкотемпературной плазмы для проведения'химических реакций, в плазмохнмнческой технологии,. плазменной обработке материалов; эмиссионном спектральном анализе,
'Для разработки и оптимизации химико-технологических процессов и устройств, использующих в качестве рабочего, тела высокочастотную индукционную (ВЧИ) плазму, необходимо иметь достоверную информацию о ее . основных электрофизических, тепловых II газодинамических параметрах:
Разработать двухмерную математическую модель расчета основных электрофизических, тепловых и газодинамических^ параметров воздушной плазмы высокочастотного (ВЧ) индукционного разряда по измеренным значениям продольной составляющей,магнитного поля и исследовать его структуру. Для чего:
-
На основе анализа системы уравнений'Максвелла разработать одномерную модель процесса.
-
Исследовать структуру разряда вблизи' оси в случае одномерной (идеальной) модели.
3. Выполнить расчет по одномерной модели.
А. На основе,анализа системы уравнений Максвелла разработать шухмерную модель процесса. . . .
-
Исследовать структуру ВЧИ-ралряда вблизи его оси в случае індуктора конечных размеров. '
-
Аналитически исследовать распределение температуры плазмы ЧИ- разряда вблизи его оси. ;
-
Провести расчет электромагнитных и тешгофизических параметров ниазмы ВЧИ-разряда в случае индуктора конечных размеров.
-
Разработать методику и провести расчет поля скорости в разрядной камере ВЧИ-плазмотроиа.
Научная новизна.
Предложена двухмерная математическая модель расчета основных ^ электрофизических, тепловых, газодинамических параметров плазмы ВЧИ-разряда по измеренным значениям продольной составляющей напряженности магнитного поля.
На основе анализа двухмерной системы . уравнений Максвелла исследована структура ВЧИ-разряда и получены соотношения, которым должны удовлетворять основные электромагнитные н электрофизические параметры вблизи оси разряда.
Предложены аналитические выражения для описания основных электромагнитных параметров ВЧИ-разряда вблизи его осн.
Аналитически исследованы поля температур вблизи оси ВЧИ-разряда. Проведено математическое описание и выполнен расчет ноля скорости в разрядной камере ВЧИ-плазмотроиа.
На защиту выносятся: 1) двухмерная математическая модель расчета электрофизических, тепловых и газодинамических параметров плазмы ВЧИ-разряда; 2) результаты аналитического исследования структуры ВЧИ-разряда її аналитические выражения для описання электромагнитных параметров ВЧИ-разряда вблизи его оси; 3) результаты аналитического исследования поля температуры вблизи оси ВЧИ-разряда; 4) результаты расчета основных электрофизических и тепловых параметров плазмы ВЧИ-разряда; 5) результаты расчета поля скорости в разрядной камере ВЧИ-плазмотроиа.
Практическая значимость.
Предлагаемая методика расчета электромагнитных, тепловых и газодинамических параметров ВЧИ-разрвда может быть использована при разработке и оптимизации плазмотехнологнческих процессов с использованием ВЧИ-плазмы, а также при расчете плазмотехнологнческих и энергетических установок, использующих принцип ВЧ-нагрева газа.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях КГТУ(1994-1996 гг.), на Научно-техническом семинаре "Внутрнкамерпые процессы, струйная акустика и диагностика" (Казань, 1994 г ), 7 Научно-техническом семинаре "Внутрнкамерпые процессы в энергетических установках, струнная акустика, диагностика" (Казань, 1995 г), Итоговой научной конференции профессорско-преподавательского состава (Казань, 1995 г). Второй Международной тегоюфнзической школё"(Тамбов, 1995 г), Международной научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин" (Омск, 1995 г), Международной научно-технической конференции "Плазмотехнология" (Запорожье, 1995 г).
Публикации.
По материалам диссертационной работы опубликовано 7 статей и
гезисов докладов на конференциях.
Структура it объем работы. ' . .
Диссертация состоит из введения, пяти глав, результатов и выводов, лшска использованной дптератгуры и приложения.Полный объем ціссертацші 182 страницы, основного текста - 129, рисунков - ЗІ.Список штературы вкліочает 145 источников,