7 / 13
Об особенностях работы составного высокотемпературного коллектора…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 7
2016
7
Распределение параметров плазмы
по длине межэлектродного зазора (окончание):
а
— потенциал;
б
— концентрация плазмы;
в
— температура электронов;
г
—
плотность тока ионов;
k
= 2,52 эВ;
k
= 2,22 эВ;
k
1
= 2,62 эВ,
k
2
= 2,42 эВ;
k
1
= 2,82 эВ,
k
2
= 2,22 эВ
Анализ полученных результатов показывает, что по сравнению
с классическим дуговым ТЭП в высокотемпературном преобразова-
теле наблюдается более высокая температура как ионов, так и элек-
тронов (см. рисунок,
в
), при этом температура электронов суще-
ственно выше температуры электродов. В классическом дуговом
ТЭП температура эмиттера близка к температуре электронов. Пере-
пад электронной температуры по длине межэлектродного зазора в
высокотемпературном ТЭП составляет 1200…1400 K по сравнению
со значением 400…800 K в классическом дуговом преобразователе.
Повышенный температурный градиент как для электронов, так и для
ионов приводит к более существенному влиянию термодиффузион-
ных составляющих в уравнениях переноса и, как следствие, к мень-
шему градиенту концентрации, необходимому для протекания тока
в диффузионной области, а также некоторому смещению максимума
концентрации в сторону коллектора. Следует заметить, что при повы-
шенной температуре электронов можно ожидать увеличения потерь,
связанных с выносом излучения из плазмы, однако, как показывают
оценки, плотность плазмы настолько высока, что выход излучения не
оказывает существенного влияния на энергетический баланс.
Хотя ионизация в объеме электронным ударом и остается основ-
ным механизмом нейтрализации объемного заряда, существенное
влияние начинает оказывать поверхностная ионизация. Она вызывает
понижение приэмиттерного скачка потенциала, а также уменьшение
градиента концентрации вблизи эмиттера. В области коллектора вли-
яние поверхностной ионизации не столь существенно, однако оно