Реферати статті публікації

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Введення в плазмодінаміку

Процессы в однородных каналах

Указанные два режима (ускорения и рекупе-
рации, т. е. генерации тока) могут быть реализованы разными способами. Здесь мы
ограничимся тремя реализациями.
(a) E_Lv; (б) j_Lv; (в) E||v. C.2.28)
Реализации (а) и (б) называются фарадеевскими, а (в) — холловской. Рассмотрения
будем вести в координатной форме. В этом случае уравнение C.2.27) записывается
в виде (х = uiere, H||z°, v||x°)
jx = (JEX - XJy',
C.2.29)
Рассмотрим теперь каждый из указанных выше случаев.
а). Канал с E_Lv. Предполагая параметры системы независящими от х, имеем
Ех = 0, Еу = Е, и, следовательно, при эквипотенциальных электродах
Jx — XJy'> Jy —
а(Е - "-
C.2.30)
Отсюда видно, что если Е > ^Н, то канал работает как ускоритель, поскольку jy > 0
и С 1
Fx = -jyH > 0.
При этом jx < 0. В результате возникает сила Fy, прижимающая поток к катоду
(рис. 3.2.8а). Если же Е < ^Н, то jy < 0 и амперова сила
[V,H]
а б
Рис. 3.2.8. МГД канал при E_Lv: а — режим ускорения; б - режим генерации
Fx = -J
0,
и канал работает как "тормозитель" — МГД генератор. В этом случае изменяются
знаки jx и силы Fy. Теперь поток прижимается к аноду.
б). МГД канал с j_Lv. В этом случае jx = 0, и из C.2.29) следует
C.2.31а)
или
= у(Е--сН
C.2.316)
Как и в предыдущем случае, данная схема соответствует МГД генератору, если
Е < -Н, и ускорителю при Е > -Н. Здесь вдоль электродов должен изменяться
с с
150
Гл. 3. Двухжидкостные гидродинамические модели плазмы
потенциал, причём перепад потенциала прямо пропорционален протекающему току
jy. Характерно, что при переходе от режима ускорителя к режиму генерации направ-
ление продольного (Ех) поля изменяет знак. Это означает, что в первом случае поле
Ех направлено вдоль скорости ионов v, а во втором — противоположно.
Реально перепад потенциала вдоль электродов можно создать одним из двух
способов: либо с помощью электродов, обладающих соответствующим сопротивлени-
ем, вдоль которых пропускается ток, либо путём использования секционированных
электродов (рис. 3.2.9а). В первом случае процесс недостаточно устойчив и реального
применения он не нашел. Второй же способ стал основным при создании МГД
генераторов (рис. 3.2.9, [78]). Однако он непригоден для ускорителей (см. ниже).
Катод
П
П
\
п
ш
1 П
•©:•
•VH-.
1'
Анод Изолятор
Рис. 3.2.9. МГД канал при j+v (неэквипотенциальные электроды): а — схема цепей и ориен-
тации Е и j в режиме генерации энергии; б — схема линий тока в пределах одной секции
канала с секционированными электродами (ие те = 3) [78]
в). Холловский канал с E||v. В этом случае Еу = 0, и, соответственно,
jx = аЕх - xjy\ Jy = -сг-Н + xjx-
Отсюда следует
3x~ i + x2
а (хЕх - \ j
3v= i ^ J
C.2.32а)
C.2.326)
На рис. 3.2.10а изображена схема с "замыкателями" секционированных электро-
дов, а на рис. 3.2.106 — кольцевая система, где замыкатели отсутствуют, а их роль
выполняет сам поток. Очевидно, коаксиальная схема явно предпочтительна. Она
получила широкое применение для ускорителей, но очень мало исследовалась для
МГД-генераторов. Но в принципе эта схема генератора наиболее эффективна при
Х> 1.
3.2. Электронная магнитная гидродинамика. Обобщённый закон Ома
151
П
—
П
R
1—
П
U
1 *
п
•©:•
•VH-.
L
—Е
Рис. 3.2.10. Электрические цепи и каналы холловских МГД систем (E||v): a — канал прямо-
угольного сечения в режиме генерации, б — кольцевой канал в режиме ускорения
Особенности холловской схемы выступают отчётливо при \ —> оо. В этом пределе
C.2.33)
]х -> env, jy
Е
епс-.
Следовательно, jx — это просто ток, переносимый ионами, a je — дрейфовый ток
электронов. Об ускорителях этого типа подробно будет сказано в разделах 6.7 и 7.5.

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Процессы в однородных каналах» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»