ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

UDC 533.9

Технічна механіка, 2023, 2, 74 - 83

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ЕЛЕКТРОНІВ У НАДЗВУКОВОМУ СТРУМЕНІ ГАЗОРОЗРЯДНОГО ДЖЕРЕЛА ЗА ВИМІРЮВАННЯМ СТРУМІВ ІЗОЛЬОВАНОЇ ЗОНДОВОЇ СИСТЕМИ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2023.02.074

Лазученков Д. М.

Лазученков Д. М.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Метою роботи є обґрунтування можливості застосування класичної процедури визначення температури електронів для діагностики надзвукового струменя беззіштовхувальної плазми двохатомного газу за вольтамперною характеристикою ізольованої зондової системи. Зондова система являє собою поперечно обтічні циліндричний зонд і опорний електрод, складений з декількох циліндрів. Відношення площі опорного електроду, що збирає струм, до площі зонду довільно і може бути істотно меншим вимог теорії одиночного зонда.
      На основі побудованої раніше математичної моделі збирання струмів, що включає розрахунок рівноважного потенціалу опорного електрода при зміні напруги зсуву зонда, розроблено процедуру відновлення температури електронів за результатами вимірювань зондових струмів у струмені газорозрядного джерела лабораторної дисоційованої плазми. Знайдено апроксимацію плаваючого потенціалу ізольованої зондової системи в сильно нерівноважній плазмі струменя газорозрядного джерела, що дозволяє за апріорною інформацією про параметри плазми локалізувати границі перехідної області вольтамперної характеристики. Отримано формулу екстраполяції в перехідну область вольтамперної характеристики функціональної залежності іонного зондового струму від потенціалу зсуву.
      У рамках прийнятої математичної моделі збирання струмів заряджених частинок плазми виконаний числовий аналіз методичної погрішності процедури визначення температури електронів. Отримано кількісні характеристики впливу геометричних параметрів ізольованої зондової системи на методичну погрішність. Числове моделювання впливу погрішностей вимірювань зондових струмів показало, що в рамках прийнятої моделі точність відновлення температури електронів при використанні ізольованої зондової системи порівнянна з точністю вимірювань одиночним циліндричним зондом.
      Отримані результати можуть бути використані в діагностиці лабораторної плазми газорозрядного джерела.
     

струмінь беззіштовхувальної плазми, сильна нерівноважність, двохсортні іони, ізольована зондова система, процедура визначення температури електронів, оцінки методичної погрішності

1. Shuvalov V.A., Pis’mennyi N.I., Lazuchenkov D.N., Kochubey G.S. Probe diagnostics of laboratory and ionospheric rarefied plasma flows. Instruments and Experimental Techniques. 2013. V. 56. No. 4. Р. 459–467. https://doi.org/10.1134/S002044121304009X

2. Lazuchenkov D. N., Lazuchenkov N. M. Determination of parameters of a dissociated supersonic rarefied plasma flow by current-voltage characteristics of isolated system of cylindrical probes. Teсh. Meсh. 2020. No. 2. Pp. 80 – 88. https://doi.org/10.15407/itm2020.02.080

3. Lazuchenkov D. N. Determination of plasma parameters in a jet of a gas-discharge source using an isolated probe system with cylindrical electrodes. Teсh. Meсh. 2022. No. 4. Pp. 121–130. https://doi.org/10.15407/itm2022.04.121

4. Chung, P. M., Talbot L., Touryan K. J. Electric Probes in Stationary and Flowing Plasmas. Springer-Verlag, 1975. 150 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-65886-0

5. Kozlov O. V. Electric probe in plasma. Atomizdat, 1969. 291 p.

6. Godard R., Laframboise J.G. Total current to cylindrical collectors in collisionless plasma flow. Planetary and Space Sciences. 1983. V. 31. No. 3. Рp. 275–283. https://doi.org/10.1016/0032-0633(83)90077-6

Copyright (©) 2023 Лазученков Д. М.

Copyright © 2014-2023 Технічна механіка