Исходные данные для расчета
Номинальный ток через ГРК I =25 A
Выходная мощность источника питания Р =90000Вт
Электрооптический КПД η=14,5%
Параметры рабочей смеси:
Состав N2 : He : СО2 = 10 : 10: 1
Давление 7 кПа
Габаритные размеры:
Высота межэлектродного промежутка, см 6
Длина анода, см 100
Скорость газа, м/с 100
Ширина анода, мм 40
Катод секционированный, 17 секций Расчет удельных параметров грк
Рабочая смесь: N2:He:CO2=10:10:1
Давление смеси Pсм=7 кПа
Атмосферное давление примем равное Pатм=105 Па
Из табличных данных получаем значения плотности и изобарной теплоемкости компонентов рабочей смеси
Таблица 1.
|
СО2 |
N2 |
He |
Плотность, ρ, кг/см3 |
1,98 |
1,25 |
0,16 |
Теплоемкость, Ср, дж/кгК |
824 |
1041 |
5192 |
1.Определение парциального давления компонентов рабочей смеси
2.Определение плотности рабочей смеси
3.Определение теплоемкости рабочей смеси
,
где
Тогда,
4.Определение концентрации молекул
Из
уравнения давления идеального газа
получим формулу:
5.Определения мощности газоразрядной камеры
Зная рабочий ток газоразрядной камеры, и мощность источника питания, можно вычислить напряжение Uка
Тогда мощность газоразрядной камеры:
6.Электрооптический КПД берем из справочника η=14,5%
7.Определение напряженности электрического поля
8.Определение приведенной напряженности электрического поля.
Т.к. в рабочей камере горит самостоятельный разряд то значение приведенной напряженности не должно выходить из диапазона: (2-7)10-20Вм2, именно такие значения приведенной напряженности характерны для самостоятельного разряда.
Полученное значение приведенной напряженности входит в диапазон допустимых значений, что может свидетельствовать о правильности расчетов на этой стадии.
9.Определение массового расхода газа.
,
где S-
площадь поперечного сечения газоразрядного
промежутка. S=Lh
10.Определение удельного энерговклада.
11.Опеделение нагрева рабочей камеры.
Для стабильной работы камеры, и защиты ее от перегрева, вводим условие:
Твых=ΔТ+Т0<700K
Твых=377,15+300=677,15К<700К, таким температурное условие выполнено.
Расчет уточненного значения приведенной напряженности электрического поля
Для расчета уточненного значения приведенной напряженности электрического поля, воспользуемся табличными данными значений коэффициентов А, В, и коэффициента подвижности частиц μ.
Компонента |
А, (мПа)-1 |
В, (В/мПа) |
μ (м2 Па)/(В с) |
CO2 |
15 |
350 |
1.18*104 |
N2 |
9 |
257 |
104 |
He |
2.2 |
25.6 |
3.8*103 |
1.Расчет вспомогательных величин.
ДCO2= 1 доля CO2 в рабочей смеси
ДN2= 10 доля N2 в рабочей смеси
ДHе=10 доля Hе в рабочей смеси
ДΣ= ДCO2+ ДN2+ ДHе =1+10+10=21
Тогда рассчитаем коэффициенты А, В, и коэффициент подвижности частиц μ для всей смеси газов.
2.Определение величины приэлектродного падения потенциала.
ΔU=ΔUk+ΔUа
где Асм, Всм - коэффициенты, определенные из дополнительного расчёта;
-
коэффициент вторичной электронной
эмиссии
,
для медного катода принимаем
ΔU=265,32+132,66=397,98В
3.Определение протяженности области прикатодного и прианодного падения потенциала:
4.Расчёт подвижности электронов и ионов:
2.8.Определение длины положительного столба
2.9.Определение приведённой напряжённости электрического поля
K=1 для лазеров с диффузионным охлаждением
K=1,5 для БПЛ
Если перевести в [В×см2],то получим
