СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПЛАЗМЕННЫХ ПОТОКОВ В ГАЗАХ АТМОСФЕРНОГО И ПОВЫШЕННОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК H05H1/00 

Описание патента на изобретение RU2462007C2

Изобретение относится к области физики плазмы и плазменных технологий и может быть использовано при разработке и создании источников высокоинтенсивных плазменных потоков для научных и технологических применений.

Известен способ [1] получения высокоэнергетических импульсных плазменных потоков в газах высокого давления, в котором в канале коаксиального плазменного ускорителя при электрическом разряде между электродами формируется плазменная токовая оболочка, которая ускоряется электродинамической силой. Недостатком данного способа является сильная неравномерность параметров плазменной оболочки по периметру канала и, как следствие, низкий коэффициент преобразования электрической энергии в кинетическую энергию плазменной токовой оболочки и вовлеченного в движение газа, а также высокий уровень шума при срабатывании ускорителя.

Наиболее близким к предлагаемому способу является представленный в [2] способ получения высокоэнергетических импульсно-периодических плазменных потоков в газах атмосферного давления, при котором с помощью импульсно-периодического детонационного устройства в канал коаксиального ускорителя впрыскивается газоплазменный сгусток, который ускоряется электродинамической силой. Недостатком данного способа является сложность осуществления, чрезвычайно высокий уровень шума при детонации горючей смеси в канале (до 200 дБ), экологическая опасность.

Задачей заявляемого изобретения является разработка экологически чистого и высокоэффективного способа получения высокоэнергетических импульсно-периодических плазменных потоков в газах атмосферного и повышенного давления. Для решения поставленной задачи предложен способ получения высокоэнергетических импульсно-периодических плазменных потоков в газах атмосферного давления и повышенного давления, в котором в канале коаксиального плазменного ускорителя создают плазменную токовую оболочку и обеспечивают ее электродинамическое ускорение.

Новым, по мнению автора, является то, что в канале ускорителя предварительно создают область пониженной плотности газа с высокой степенью ионизации в области формирования плазменной токовой оболочки. Сущность заявляемого способа поясняется чертежом (фиг.1).

С помощью внешнего непрерывного источника 1 газоплазменного потока 2 с температурой 2000-6000 K при атмосферном и повышенном давлении в канале плазменного ускорителя, образованном электродами, анодом 3 (в данной конструкции-набор стержней) и катодом 4, создают поток ионизованого газа с пониженой вследствие нагрева плотностью, плавно нарастающей по мере движения газа по ускорительному каналу при его охлаждении. Экран 5 ограничивает растекание газа. В области формирования плазменной токовой оболочки, в области пробоя газа в самом узком месте канала при приложении к промежутку анод-катод импульсно-периодического высокого напряжения создается область пониженной плотности и высокой степени ионизации газа. Возникшая плазменная токовая оболочка ускоряется силой Лоренца вдоль оси ускорительного канала.

Снижение плотности газа при одновременном повышении уровня ионизации обеспечивает как уменьшение напряжения пробоя, так и плавный характер формирования однородной по периметру плазменной токовой оболочки. При этом резко снижается уровень шума (не более 90 Дб), а плавное нарастание плотности газа по длине ускорительного канала создает условия для плавного ускорения оболочки при плавном нарастании вовлеченной в движение массы газа. Однородность плазменной токовой оболочки по периметру ускорительного канала обеспечивает высокий коэффициент преобразования электрической энергии в кинетическую энергию плазменной оболочки и вовлеченного в движение газа.

Экспериментально показано, что заявляемый способ позволяет получать плазменные потоки в воздухе атмосферного давления с параметрами: температура плазмы - 10-15·103 K, скорость потока - 1-8 км/с при сечении потока до 2-3 см в диаметре. При использовании непрывного источника газоплазменного потока воздуха, азота, аргона или иного экологически чистого газа получаем экологически чистый источник высокоэнергетических импульсно-периодических плазменных потоков в газах атмосферного и повышенного давления.

Список литературы

1. Лебедев А.Д. Урюков Б.А.. // Импульсные ускорители плазмы высокого давления. Новосибирск, 1990. 290 с.

2. Тюрин Ю.Н. Импульсно-плазменная обработка [Текст] / Ю.Н.Тюрин // Автоматическая сварка, 2001 г., №1, с.38-44.

Похожие патенты RU2462007C2

название год авторы номер документа
ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ПЛАЗМОТРОН 2007
  • Чивель Юрий Александрович
  • Минько Дмитрий Вацлавович
  • Кузнечик Олег Ольгердович
  • Никончук Ирина Степановна
RU2343651C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТОКОВ ЧАСТИЦ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2011
  • Чивель Юрий Александрович
RU2539559C2
СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ПОТОКА РАБОЧЕГО ТЕЛА В КАНАЛЕ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1999
  • Славин В.С.
  • Данилов В.В.
  • Краев М.В.
RU2162958C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БОРТУ ГИПЕРЗВУКОВЫХ САМОЛЕТОВ С ПОМОЩЬЮ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ЭНЕРГИИ 2001
  • Славин В.С.
  • Финников К.А.
  • Битюрин В.А.
  • Данилов В.В.
RU2198461C2
УСКОРИТЕЛЬ ПЛАЗМЫ 1996
RU2100916C1
Электрический ракетный двигатель 2002
  • Славин В.С.
  • Гаврилов А.А.
  • Литвинцев К.Ю.
RU2225533C2
СПОСОБ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА И РЕАКТОР ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2011
  • Чивель Юрий Александрович
RU2532676C2
ИМПУЛЬСНЫЙ ПЛАЗМЕННЫЙ УСКОРИТЕЛЬ И СПОСОБ УСКОРЕНИЯ ПЛАЗМЫ 2003
  • Антропов Н.Н.
  • Дьяконов Г.А.
  • Орлов М.М.
  • Попов Г.А.
  • Тютин В.К.
  • Яковлев В.Н.
RU2253953C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БОРТУ ГИПЕРЗВУКОВОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И МГД-ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2005
  • Носачев Леонид Васильевич
RU2290736C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ГАЗЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Чивель Юрий Александрович
RU2548372C2

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИХ ПЛАЗМЕННЫХ ПОТОКОВ В ГАЗАХ АТМОСФЕРНОГО И ПОВЫШЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области физики плазмы и плазменных технологий и может быть использовано при разработке и создании источников высокоинтенсивных плазменных потоков для научных и технологических применений. Способ получения высокоэнергетических импульсно-периодических плазменных потоков в газах атмосферного и повышенного давления состоит в создании плазменной токовой оболочки в канале плазменного ускорителя и ее электродинамическом ускорении. В канале ускорителя предварительно создают область пониженной плотности газа с высокой степенью ионизации в области формирования плазменной оболочки. Технический результат - уменьшение напряжение пробоя и повышение однородности по периметру плазменной токовой оболочки. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 462 007 C2

Способ получения высокоэнергетических импульсно-периодических плазменных потоков в газах атмосферного и повышенного давления, состоящий в создании плазменной токовой оболочки в канале плазменного ускорителя и ее электродинамическом ускорении, отличающийся тем, что в канале ускорителя предварительно создают область пониженной плотности газа с высокой степенью ионизации в области формирования плазменной оболочки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2462007C2

ПОГРЕБНЯК А.Д
Модифицирование и легирование α-Fe с помощью воздействия высокоскоростной плазменной струи
Письма в ЖТФ, 2001, т.27, вып.15
SU 1664105 A1, 20.06.1989
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ НЕЙТРОННОГО И РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЙ 1979
  • Павловский А.И.
  • Босамыкин В.С.
  • Карпов Г.В.
SU768376A1
Импульсный источник нейтронов 1986
  • Быстрицкий В.М.
  • Фикс М.М.
  • Толмачева В.Г.
SU1448993A1
Устройство термического закрепления электрофотографического изображения 1988
  • Дручек Владимир Степанович
  • Мавдрик Игорь Васильевич
  • Хархалис Богдан Михайлович
  • Петровский Владимир Васильевич
SU1668966A1

RU 2 462 007 C2

Авторы

Чивель Юрий Александрович

Даты

2012-09-20Публикация

2010-07-19Подача