Радиационная плазмодинамика линейно-стабилизированного поверхностного разряда в плотных газовых средах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

Кузенов Виктор Витальевич

РАДИАЦИОННАЯ ПЛАЗМОДИНАМИКА ЛИНЕЙНО -- СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПОВЕРХНОСТНОГО РАЗРЯДА В ПЛОТНЫХ ГАЗОВЫХ СРЕДАХ

Специальность 01.04.14 - Теплофизика и молекулярная физика

АВТОРЕФЕРАТ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1998

Работа выполнена в Московском Государственном Техническом Университете им. Н.Э. Баумана

Научные руководители: доктор технических наук, профессор Козлов Н.П., кандидат технических наук, с.н.с. Гришин Ю.М.

Официальные оппоненты: - доктор физико-математических наук Тимофеев И.Б. кандидат технических наук Любченко Ф.Н.

Ведущая организация: Институт Проблем Механики РАН

Защита состоится' /8 " Мал 1998 года в 14 часов на заседании специализированного совета К.053.15.08 в Московском Государственном Техническом Университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 107005, Москва, 2 - я Бауманская ул. д. 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана

Автореферат разослан" ' 1998 года /Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук _- КУТУКОВ Ю.Н.

Подписано к печати су. . Объем 1.0 п.л. Тираж 100 экз. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана. Заказ ¿?-У<_

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Решение ряда важиейши' научных и практических задач, таких как оптическая накачка газоных ОКГ, создание высокоэффективных фотопиэ-ных технологий очистки газов и т.д., требует разработки высокояркостных источников света ультрафиолетового диапазона спектра. Среди известных импульсных электроразрядм.IX источников света, линейно-стабилизированный поверхностный разряд (ЛСПР), осуществляемый в газовой среде при мощном (0.1+1 ГВт) импульсном (1-И00 мкс) разряде конденсаторной батареи на протяженный (1-=10 И00 см) межэлектродный промежуток над поверхностью специальной диэлектрической вставки, благодаря ряду технических (многоразовосгь, возможность работы □ им-пульсно - периодическом режиме в широком диапазоне энергетических и электротехнических параметров источника питания и т.д.) и электрофизических (устойчивость формируемого плазменного образования, возможность управления спектрально - яркостн'ыми характеристиками и 1.д.) преимуществ, является одним из наиболее перспективных.

До настоящего времени исследование ЛСПР проводилось, главным образом, экспериментальныг методами, результаты которых имек^т интегральный характер. Создание надежных импульсных высокояркостных источников излучения на основе ЛСПР и поиск путей оптимизации основных плазмодинамических и спектрально-яркостных характеристик разряда требует проведения широкого комплексу расчетно-теоретических исследований радиационно - плазмодинамических процессов в ЛСПР и эффективности фотохимических процессов, инициируемых в результате воздействия на среду импульсных потоков ультрафиолетового излучения.

Ц„ль работы.

1. Создание физической и математических моделей ЛСПР в плотных газовых средах.

2. Исследование динамики, структуры и параметров ЛСПР, развивающегося в газовой среде атмосферного давления при различных конструктивных и внешних элеотротехнических параметрах разряда.

3. Моделирование и оценка эффективности перспективных схем воздействия УФ - излучения ЛСПР на газовые среды применительно к проблеме разработки мощных фотодиссоционных газовых лазерор с оптической накачкой и систем газоочистки.

Научная новизна работы.

1. Показано, что о условиях ограничения расширения плазменного образования газовой средой и магнитным полем ЛСПР может существовав ь 1рех различных квазистеционарных режимах в зависимости от уровня вепичины средней удельной (на единицу длины межэлектродного промежутка) мощности джоулевого энергрвыделения РЭл в плазме разряда.

2. Установлено, что в магнитногазодинамическом режиме проявляется эффект радиационно-ыагнитной деградации ударной волны (УВ) с переходом её в квазипинчевом режиме в радиационно - магнитогазоди-намическую волну разряжения.

3. Показано, что яркостчые температуры и световой выход, генерируемого ЛСПР УФ - излучения, увеличиваются при переходе б энерго-мощностные рейт I (Рэл5""! МВт/см) с образованием светоэрозкснных паров. Интенсивность УФ излучения, генерируемою паровым слоем в общем световом потоке, выходящем с ударно-волновой границы разряда, максимальна во взрывном режиме и при Рэл=»(1+20) МВт/см обеспечиваются условия, при которых световой выход разряда достигает максимальных значений.

4. Разработана и реализована в виде пакета прикладных программ незтационарная двумерная по пространственной координате, замкнутая математическая модель радиационно-плазмодинамических процессов в ЛСПР в плотных газовых средах.

5. Выявлена природа анизотропии свойств плазмы и газодинамической границы ЛСПР с энергомощностными параметрами, соответствующими магнитогазодинамическому режиму. Получены данные о пространственно-временной динамике и параметрах светоэрозионных паров межэлектродной вставки ЛСПР. .

6. Установлены особенности динамики процесса фотодиссоциацйи молекул газового слоя под действием встречных потоков света. Выявлен эффект нелинейного ускорения фотодиссоционных волн, распространяющихся по поглощающему газу.

Практическая ценность работы.

"I. Обнаруженный эффект рэдиационио - магнитогазодинамической деградаций ударной р.олны может быть использован для разработки методов управления параметрами сильных ударных волн.

о

2. Получены данные о спектрально-яркостных характеристиках ЛСПР в аргоне и воздухе атмосферного давление в широком диапазоне изменения средней удельной мощности джоулевого энерговыдоленип, необходимые при проектировании и создании высокоэффективных мощных источников УФ излучения.

3. Определен оптимальный диапазон средней удельной мощности джоулевого знерговыделения (1+20) МВт/см, в котором максимален световой КПД (35+50) % при ярксстных температурах УФ-диэпазона (20+30) кК и минимален уровень величины удельной эрозии тродной вставки.

4. Дана оценка эффективности применения ЛСПР для фотовозбуждения активной лазерной среды и в системе очистки газовых смесей от сероводорода.

На защиту выносятся:

- физические и математические модели процессов, происходящих в линейно-стабилизированном поверхностном разряде в газовых средах;

- результаты численного моделирования и анализа радиационно -плазмодинамических процессов ЛСПР в аргоне и воздухе атмосферного давления в различных энергомощностных режимах; '

- результаты исследования динамики УФ-фотолиза пространственно -ограниченных газовых слоев встречными световыми потоками и эффективности применения ЛСПР в системах накачки фотодиссоционных газовых ОКГ и очистки газовых смесей от сероводорода.

Апробация работы.

Основные результаты работы были представлены на научных семинаре НИИ ЭМ и кафедры Э8 МГТУ им. Н.Э. Баумана (1998 год), на 3-ем Всесоюзном совещании по химической и эксимерной люминисцен-ции, Мукачево, 1986 г., "Всесоюзных симпозиумах по радиационной гшаз-модинамике", Москва, 1989 г., 1991 г., на "VI Всесоктачом совещание по фотохимии", Новосибирск, 1990 г., а также на "Межгосударственных симпозиумах по радиационной плазмодинамике", Москда, 1994 г., 1997 г., и конференции "Экология - 97", Санкт-Петербург, 1997 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Структура и объем работы.

Содержание работы отражено во взедение, трех главах и в заклют ченпи По объему работа состоит из 134 страниц текста и содержит 50 рисунков. Библиография насчитывает 82 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, кратко изложено содержание глав диссертации, сформулированы положения, определяющие новизну и практическую ценность полученных результатов.

В первой главе теоретически исследованы качественные особенности радиационно-плазмодипамических процессов в ЛСПР на основе квазиодномерной М1 ¿матической модели для двух пространственно выделенных направлений:

- направления перпендикулярного поверхности межэлектродной вставки, в котором расширение плазменного образования ограничено газовой средой, магнитным полем и твердой поверхностью специальной межэлзктродной вставки (МЭВ) и которое названо' направлением "поверхностного разряда" (ПР);

- направления параллельного поверхности межэлектродной вставки, плазменная зона в котором ограничена газовой средой, магнитным полем и которое названо направлением "свободного разряда" (СР).

Квазиодномерная математическая модель включала в себя систему нестационарных уравнений радиационно - магнитной газовой динамики (РМГД), уравнения эквивалентной электрической цепи разряда и для ПР, дополнительно - систему уравнений, описывающую процессы нагрева и испарения конденсированного вещества мажэлектродной вставки. Реше-. ние систзмь; уравнений РМГД строилось с использованием метода расщепления по физическим процессам. Газодинамическая часть системы уравнений РМГД решена с помощью гибридного метода типа Годунова -Колгана, изменяющего порядок точности по пространственной координате от 1-го на УВ до 4-го в гладкой области течения плазмы. Уравнение переноса излучения решено з многогрупповом (с разбиением спектрального интервала (0.1+300) эВ на 7 частотных групп) приближении "вперед-назад'. Параметры плазмо! светоэрозионных паров и газа рассчитаны по программе "МОМЭТК".

Конкретные расчеты выполнены для разрядов э среде аргона и

воздуха при нормальных условиях и вариации емкости конденсаторной батареи С=(1^б) мкФ, начального напряжения ио=(25+200) кВ. Разояды характеризуются сильным затуханием разрядного то::а с максимальным

'1

джоулевым энерговыделением в плазме | НПлЛ2(1Ы0.6+0.9)С('',:;/2

о

(где Ипл - активное сопротивление разрядной плазмы) в первом попупе-риоде 1,510 мкс разрядного тока J. Анализ резупьтатоз расчетов показал, что основным параметром, определяющим излучатепьныо и плазмод";-намические характеристики разрядов, является средняя уделысп (на единицу длины Ц электрическая мощность РЯЛ-\Л/,/К,.

Установлено, что в зависимости от Рзл еозможно существование разрядов в трех различных режимах. Г!ри Рэл<Ркр,~(30-;-40) МВт/см реализуется "взрывной" режим (рис.1 а, рис.2 а): внешней границей разряда является газодинамическая УВ (зона I), плазменная (токовая) зона II разреженной плазмы отделена ст УВ-границы слоем ударносжатого газа, магнитное давление Ры существенно меньше газодинамического Рг. Излучение, генерируемое высокотемпературной плазменной зоной практически свободно выходит в невозмущенную газовую среду. В целом плаз-модинамические характеристики разряда в направлениях СР и ПР,практически идентичны.

При Рэлб(РКр1,Ркрг) наступает магнитногазодинамический (МГД) режим (рис.1 б, рис.2 б). Существенны эффекты, вызванные действием электромагнитных сил: газодинамическое давление Рг в плазменной зоне II порядка магнитного Рм, а плотность порядка плотности невозмущенного газа р0. В МГД-режиме с увеличением Рэл растет температура плазмы о плазменной зоне, соответственно возрастает уровень потока излучения в сторон' У В и происходит смещение максимума спектра в ультрафиолетовую область за пределы "окна" прозрачности окружающей газовой среды. Поглощение излучения в зоне УВ приводит к нагреву заднего'френта УВ до температур, достаточны, для протекание в нем тока. Действие электромагнитных сил обеспечивает торможение плазмы в УВ зона I и возникновение характерного для МГД-режима эффекта радиациомно - маг-нитогазодинамическая деградация УВ. Внешней границей разряда является газодинамический (ГД) разрыв с параметрами отличными от параметров сильной УВ. В частности, это проявляется в том, что с ростом Рэл отношение плотностей на фронте ГД-разрыва уменьшается от

.5

(у+1)/(у-1) до 1 (при Рэл-Ркрг)- Важной чертой МГД-режима является то, что скорость распространения ГД-разрыва приблизительна постоянна во времени и не может превышать некоторого максимального значения Ом (рис.3). При этом установлено, что величина Рм существенно различна для двух выделенных пространственных направлений ЛСПР и для направления ПР в приблизительно в лва раза больше величины предельной скорости для направления СР. Наблюдается анизотропия распределений плазмодинамических параметров вдоль направлений ПР и СР, что свидетельствует об анизотропии свойств разрядной плазмы ЛСПР в данном энергомощностном режиме.

При рЭл£ркр2 интенсивность излучения, поступающего из плазмы в зону ГД- разрыва достаточна для его полного прогрева (до Т>20 кК), протекания тока и торможения, возникающими электромагнитными силами. Реализуется квазипинчевой режим (КПР) (рис.1 с, рис.2 с), для которого характерно существование высокотемпературного (Ти80 кК) плотного ((2+5)р0) магнитосжатого (Рг~Рм) плазменного "ядра" (зона III), отделенного от невозмущенного газа буферной областью (зона II) и областью радиационно - магнитогазодинамической вогчы "разряжения" (РМГД ВР) (зона I), в которых плотность меньше плотности невозмущенного газа и скорость, направленна к "плазменному" ядру. Границей разрядов с окружающим газом является фронт РМГД ВР, распространяющийся со скоростью Р-кРэл- Механизм распространения фронта: излучение прогревает до Тф=20 кК узкую (6ф~Му<2 мм, х - эффективный коэффициент поглощения излучения) область невозмущенного газа, в этом слое протекает ток и под действием электромагнитной силы ускоряется до скорости дрейфа (плотность тока в области волны "разряжения" }=в0), направленной к высокотемпературному плазменному "ядру". В случае ПР - направления высокотемпературное плазменное ядро отделено от поверхности межэлектродной вставки относительно "холодной" и разреженной областью светоэрозионных паров (зона IV) и движется как целое в направлении невозмущенного газа. В КПР-режиме усиливается анизотропия плазмодинамических параметров для направлений ПР и СР. Величина РКР2 зависит от свойств окружающего разряд газа и равна:

- для направления ср: ркр2«(130-и40) МВт/см в аргоне, рКр2«250 МВт/см в воздухе;

-для направления ПР: РКрг»300 МВт/см в аргЬне, РКр2>500 МВт/с в 6

воздухе.

Изучены особенности формирования УФ-спектра излучения для пространственных направлений ПР и СР. Проведен подробный анализ механизмов формирования наблюдаемых спектров излучения и установлены связи их поведения с особенностями возникающих структур и параметров плазмы ПР и СР. Показано, что яркостные температуры и световой выход, генерируемого ЛСПР УФ-излучения, увеличиваются при переходе а энергомощностные режимы (Рэл>1 МВт/см) с образованием сэе-тоэрозионных паров МЭВ, обеспечивающих возврат, затраченной на их образование и нагрев энергии, в виде потока излучения в окружающее газовое пространство. Интенсивность УФ излучения, генерируемого паровым слоем в общем световом потоке, выходящем с ударно - волновой границы разряда максимальна во взрывном режиме и тем самым при Рзл=(1-!-20) МВт/см обеспечиваются условия при которых световой выход поверхностного разряда достигает максимальных значений.

Во второй глаое проведено численное исследование ЛСПР на основе разработанной замкнутой двумерной математической модели. Математическая модель включала в себя систему двумерных нестационарных уравнений магнитной радиационной газодинамики, записанных в декартовой системе координат в полудивергентном виде, систему уравнений эквивалентной электрической цепи разряда и систему уравнений, описывающую процессы нагрева и испарения конденсированного вещества межэлектродной вставки. При решение системы уравнений РМГД использован метод расщепления по физическим процессам. При этом для газодинамической части двумерной системы уравнений РМГД применен метод расщепления по пространственным направлениям, вдоль которых употреблен гибридный метод типа Годунова-Колгана, изменяющий порядс точности по пространственной координате от 1-го на УВ до 4-го в гладкой области течения плазмы. При решение уравнения переноса излучения использовано многогрупповое (с разбиением спектрального интервала (0.15-300) эВ на 7 частотных групп) четырехпотоковое приближение. Предложен и реализован способ определения пространственного положения контактной границы между парами межэлектродной вставки и плазмы окружающей газовой среды. Расчет термодинамических и оптических параметров пара вещества МЭВ и окружающего газа проведен на основе программ "МОЫБТРГ. Сходимость и точность решения подтверждена численными экспериментами на различных пространственных

,7

сетках, вариацией величины временного шага и размера расчетной области.

1 Доведены многопараметрические численные расчеты динамики ршвитин ЛСПР в воздухе и аргоне атмосферного давления при изменение длины МЭВ (1.=25+100 см) и основных электротехнических (ий=25+100 кВ, С=3+6 мкФ) и энергомощностных (Рэл=1+100 МВт/см) па-ргше грев электрического контура.

Проанализировало поведение во времени основных плазмодинами-ческих и спектрально-яркостных характеристик ЛСПР: вольтамперной характеристики разряда, КПД - преобразования энергии конденсаторной батареи \Л/0-СЬ';?/2 в джоудеву энергию плазмы разряда и эффективность диссипации в энергию широкополосного излучения, внутреннюю и кинетическую энергию плазмы.

3 исследованном диапазоне изменения конструктивных и электротехнических парзметров разрядный ток имеет форму сильно затухающей синусоиды, состоящей приблизительно из четырех полупериодов. При этом в первом полупериоде джоулево энерговыделение максимально и составляет (0.6>0.Э)\Л/о Изучено поведение нркостных температур ЛСПР в различных спектральных интервалах. Показано, что яркостные темпера, уры УФ-диапазона спектра ЛСПР максимальны приблизительно в моменты времени максимума разрядного тока в первом полупериоде и при Р.эл=(60ИР0) МВт/см достигают значений 40 кК (1ту=3.14+6.52 эВ, воздух) и 30-: 40 кК (Иу=3.14+11.62 эВ, аргон). Полный световой КПД ЛСПР в зависимости от Рэл имеет немонотонный характер с максимумом 50% (аргон) и ЗС/о (воздух) при Рэп=(10+20) МВт/см, т.е. когда существенна роль "подсветки" светоэрозионном плазмы паров МЭВ. 1

Провеаен анализ закономерностей динамики и структуры разрядной плазмы. Отмечено, что реальная двумерная картина радиационно - маг-нитогазо^инамических процессов, протекающих в ЛСПР, удовлетвори-тепыю сотасуется с качественными результатами квазиодномерной модели.

При Рэл=(1+40) МВт/см ЛСПР в течение всего времени разряда осуществляется во взрывном режиме, при котором имеет место изотропность плазмодинамических параметров разрядной плазмы и внешней границей является слабо затухающая неионизующая полуцилиндрическая УЬ. ' 6

При значениях РЭл=(40+100) МВт/см в первом полупериоде тока ЛСПР осуществляется в магнитогазодинамическом режиме (рис.3) с проявлением . характерного эффекта радиационно - магнитогазодинами-ческой деградации УВ и возникновением анизотропии поведения свойств разрядной плазмы в направлениях перпендикулярном •« параллельном поверхности МЭВ. В частности, на этой временной стадии, ГД-разрыв, являющийся внешней границей разряда, и высокотемпературная (Т~(30ч'60) кК) магнитосжатая плазменная область имеют приблизительно эллиптическую пространственную форму. Во втором и третьем попупе-риодах из-за уменьшения мощности джоулева энерговыделения ПСПР переходит во "взрывной" режим.

Получены данные о пространственно-временной динамике и параметрах светоэрсзионных паров межэлоктродной вставки ЛСПР. Установлены зависимости величины удельной (на единицу длины и полной энергии У\10) эрозии МЭВ от удельной электрической мощности Рэп-

Произведено сопоставление результатов расчетов с известными и имеющимися экспериментальными данными. Отмечено их удовлетворительное соответствие.

В третьей глапо рассмотрены вопросы практического применении ЛСЛг-\ как источника УФ-излученйя, в системах оптической накачки фото-диссоционных газовых лазеров и фотолизной очистки природного газа от сероводорода. ПокаЗано, что при ооздействии УФ-излученил из спектрального диапазона Иуе(5+6.6) эВ, итоговая эффективность сложного комплекса фотохимических (ФХ) процессов в таких различных ситуациях определяется скоростью первичного акта одноквантового фотолизного разложения молекулы М (М=Н23 или молекула активной среды) с образованием химически активных радикалов и атомов, электронно - возбужденных молекул и атомов.

Для получения больших энергий генерации ОКГ и увеличения расхода очищаемой газовой смеси необходимо применение нескольких источников воздействия на основе разрядов типа ЛСПР. Простейшим вариантом схемного решения таких лазерных и очистных установок является встречное расположение источников УФ-воздействия, которое может считаться исходным для рассмотрения более сложных кснфигуоаций. В связи с этим исследована пространственно-временная динамика концентрации М(х,1) и скорости фотолизного разложения Ф(х,1)~5Ы(хД)/й молекул М газового слоя толщиной I. под действием источников излучения,

9

обеспечивающих встречную схему одновременного облучения слоя с заданными потоками Б0 и длительностью ^ импульса УФ - излучения в полосе поглощения молекул М (с эффективным сечением о) при их исходной начальной концентрации Ы0. Анализ проведен на основе совместного решения уравнений ФХ-кинетики и переноса излучения.

Проанализированы характерные фазы и режимы динамики фото-лизною разложения молекул М в слое в зависимости от начальной оп..ь ческой толщины и параметров источника излучения во, (и. Установлен эффект нелинейного усиления скорости фотолиза Ф в объеме слоя при встречной схеме облучения.

На основе полученных результатов проведен расчет энергомощ-ностных параметров фотодиссоционного газового лазера. Показано, что встречная схема фотовозбуждения позволяет повысить энергию генерации и КПД лазера на (10+20) % по сравнению с односторонней схемой накачки ти зыборе начальной оптической толщины слоя активной среды из диапазона сМ01-»(1+8).

Дана оценка эффективности процесса фотолизной очистки газов от сероводорода. Установлена зависимость степени фоторазложения НгЭ от дозы энергии УФ-излучения, введенного в газовый слой. Определены параметры источников излучения (Эо, У, обеспечивающих необходимую степень очистки при заданной начальной концентрации молекул Н23 в газовой смеси. Показано, что для глубокого (степень очистки 10 ^ фотолиз-ного разложения сероводорода с использованием ЛСПР требуемые удельные энергетические затраты составляют величину (0.1 + 1) кВт час/м3.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1.'Впервые показано, что ЛСПР может существовать во "взрывном", маг-нитногазодинамичаском и квазипинчевом режимах в зависимости от уровня 'величины удельной электрической мощности, выделяемой в

• плазме разряда Рэп-

2. Впервые установлено, что в магнитногазодинамическом режиме проявляется эффект радиационно-магнитной деградации УВ с переходом её в квазипинчевом режиме в радиационно-магнитогазодинамическую волну разряжения. ^

3. Показано, что интенсивность УФ-излучения, генерируемого 10

светоэрозионной плазмой вещества межэлектродной вставки ЛСПР в общем световом потоке, выходящем с ударно-волновой границы разряда, максимальна во взрывном режиме и при Рэ„Ц1+20) МВт/см обеспечиваются условия, при которых световой выход разряда достигает максимальных значений.

4. Разработана и реализована в виде пакета прикладных программ нестационарная двумерная по пространственной координате, замкнутая математическая модель радиационно-плазмодинамических процессов в ЛСПР в плотных газовых средах. Проведены многопараметрические численные расчеты динамики развития ЛСПР а воздухе и аргоне атмосферного давления в широком диапазоне изменения длины МВ (1=25+100 см), электротехнических {ио=25+100 кВ, 1_Эф=100+500 нГн) и энергомощност-ных (РЭл=1+Ю0 МВт/см) параметров разрядов. Результаты расчетов по разработанным моделям сопоставлены с известными экспериментальными данными. Отмечено удовлетворительное совпадение результатов расчетов и экспериментов.

5. Установлены зависимости влияния энергомощностных и конструктивных параметров ЛСПР на динамику и величины спектрально-яркотных и ударно-волновых характеристик.

6. Определен оптимальный диапазон средней удельной мощности джо-улевого энерговыделения (1+20) МВт/см, в котором максимален световой КПД (35%+50%) при яркостных температурах УФ-диапазона (20+30) кК и минимален уровень величины удельной эрозии межэлектродной вставки.

7. Установлены особенности динамики процесса фотодиссоциации молекул газового слоя под действием встречных потоков света. Выявлены эффекты нелинейного ускорения фотодиссоционных волн и увеличения скорости фотодиссоциации.

8. Показано, что встречная схема оптической накачки фотодиссоционных газовых ОКГ с использованием источников излучения типа ЛСПР позволяет увеличить по сравнению с односторонней схемой энергию генерации на (5+20) % и КПД (до 20 %).

9. Разработан метод расчета фотолизной очистки газов от сероводорода и показано, что использование ЛСПР для осуществления глубокой (степень очистки <103) очистки газов от Н23 позволяет снизить величину удельных энергозатрат в 2-5 раза по сравнению с традиционными химическими методами и • методами с ипользованием ламповых

11

элект поразрядных источников излучения.

Основные результаты диссертации отражены в работах:

1.Гришин ¡O.M., Кузенов В.В. Фотодиссоциация газа источниками света с различной конфигурацией излучающих поверхностей // 1-й Всесоюзный симпозиум по радиационной плазмодинамике: -Тез.док. . -М ,1989. - С.91-92.

2. Гришин Ю.М., Козлов Н.П., Кузенов В В. О фотодиссоциации газа встречными световыми потоками //ЖТФ. - 1990. - Т.60, № 6. - С.67-71.

3. Числзнное исследование линейно-стабипизированных разрядов в плотных газовых средах / Ю.М. Гришин, Н.П. Козлов, В.В. Кузенов, С.Т. Суржикоа //3-й Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: Тез.докл. - М., 1994, - С.43-44.

4. Гришин Ю.М., Козлов Н.П., Кузенов В.В. О модификации метода Глимма для решения уравнений газовой динамики // ЖВМ и МФ. - 1-994. -Т.34, Na 11.-С. 1729-1732.

5. Разработка и исследование фотоплазмодинамического метода очистки газов / Ю.М. Гришин, Н.П. Козлов, В.В. Кузенов и др. // Конверсия. - 1996. №6. - C.50-S3.

6. Гришин Ю.М., Козлов Н.П., Кузенов В.В. Радиационная плазмо-динамика и перспеэтивы применения сильноточных излучающих поверхностных разрядов в газах атмосферного давления //4-й Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: Тез.докл. - М., 1997.-С.19-21.

7. Гришин Ю.М., Козлов Н.П., Кузенов В.В. Двумерная РМГД-модель линейно-стабилизированного поверхностного разряда //4-й Межгосударственный симпозиум по .радиационной плазмодинамике: Тез.докл. -М.,1997.-С.64-66.

&. Гришин Ю.М., Козлов Н.П..Кузенов В.В. О динамике и структуре сильноточных излучающих разрядов в газах атмосферного давления //4-й Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: Тез.докл. - М., 1997. - С.104-106.

9. Гришин Ю.М., Кузенов В.В. Об излучательных характеристиках импульных сильноточных разрядов в газах' //4-й Межгосударственный симпозиум по радиационной _ плазмодинамике: Тез.докл. - М., 1997. -С. 120-122. О

12

10. Гришин Ю.М., Кузенов В.8. Фотолиз газовых смесей при воздействии импульсных потоков УФ-излучения //4-й Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике: Тез.докл. - М., 1997. - С. 199-201.

11. Импульсные излучающие разряды в системах очистки газов и переработки токсичных органических веществ / Ю.М. Гришин, Н.П. Козлов, В В. Кузенов, М.В. Кутыреэ // Научно-техническая к.> .ференция "Экология-97": Тез.докл. - Санкт - Петербург, 19Э7. - С. 40-41.

12. Гришин Ю.М., Козлов Н.П., Кузенов В.В. Об особенностях спек- . трально-яркостных характеристик импульсных излучающих поверхностных разрядов в плотных газах // ТВТ. -1998. -Т.60, № 2. - С.67-71.

13

II I

V П>

\ X * У --р . -—>

6)

IV III II I

\

X, X

С)

Рис. 1. Распределения плотности р(—) и скорости _) в различных режимах для ПР. хк - координата контактной границы, разделяющей плазму МЭВ и плазму окружающего газа; а - "взрывной" режим; б - магнитогазодинамический режим; в - квазипинчевой режим.

О

(4

и 1

Ь

v

\ x' У у |— р

--------—и i

а)

и I

с ;

v

\

—1

]_—

6)

- III . 11 I.

р (

— р

г X

с)

Рис. 2 Распределения плотности р(-) и скорости

\/(__) в различных режимах для СР.

а - "взрывной" режим; б - магнитогазодинамический режим; о -квазипинчевой режим.

15

2, мм

а)

г, мм

б) ■ Рис. 3. Изолинии плотности р [кг/мэ] (а) и температуры Т [кК] (б) ЛСПР в аргоне на момент времени (—2.95 мкс (максимум тока первого полупериода =152 кА) для варианта С=3 мкФ, и0=ЮО кВ, 1=25 см, РЭл~100 МВт/см. КГ - пространственное положение контактной границы; ПР - пространственное направление перпендикулярное поверхности МЭВ;

СР - пространственное направление параллельное поверхности МЭВ.