高功率脉冲放电等离子体电导率的初步研究

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消融放电毛细管已应用在电热(ET)和电热化学(ETC)等超高速推进技术中,是电热化学炮的关键部件之一。放电毛细管中等离子体负载与脉冲成形网络的匹配程度直接关系到整个系统中的电能转换效率和电热转换效率,因此确切的得出等离子体的负载电阻(即等离子体电导率)十分必要和关键。本文的目的是分析高功率的放电脉冲所产生的等离子体的性质,计算其电导率。 本文首先分析Saha方程的解法,考虑三次电离的产物和非理想修正,计算了等离子体的组分。重新分析Spitzer公式的推导过程,精确修正了碰撞截面。考虑超短超强脉冲放电等离子体非理想性质,加入中性粒子的碰撞的情况,考虑量子机理的影响,提出了适合计算放电毛细管中产生的等离子体电导率的新的计算模型。并和以往的计算结果作了比较。结果表明本文的模型表现出合理的变化规律,适用于脉冲放电等离子体电导率的计算,本文还给出一个适合于计算高功率脉冲放电所产生等离子体电导率的简化计算公式,在本文的计算域内,简化公式和本文详细分析的结果误差小于10%。
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