Диаметр отверстий

С увеличением расстояния от плоскости отверстий степень ионизации плазмы снижается.

Активированные катоды находят широкое применение в дутовых плазмотронах. Их преимущество заключается в низкой скорости эрозии, которая достигается за счет снижения температуры рабочей поверхности. Однако такое преимущество реализуется только в условиях диффузного разряда при отсутствии перегрева поверхности в катодных пятнах. Поэтому актуальной задачей является определение границы существования диффузного разряда в зависимости от тока и размеров катода. Цель работы состоит в определении влияния размеров и эмиссионных свойств катода на условия реализации диффузного разряда.

При работе катодов в режиме контрагированного разряда наблюдается существование групповых катодных пятен, которые состоят из отдельных ячеек или микропятен. Однако существующие методики расчета не учитывают ячеистую структуру катодного пятна, что ограничивает анализ реальных процессов. Для разработки модели микропятна в настоящей работе использовалось условие минимума катодного падения потенциала, которое совместно с уравнением Баланса энергии позволяет определить плотность тока в катодном микропятне. В отличие от работы учитывалось, что ток микропятна составляет 10 А, а температура катода за пределами микропятна зависит от условий охлаждения и может изменяться в широких пределах. Используемый подход позволяет определить как локальные характеристики энергопереноса, так и условие исчезновения микропятен при переходе от контрагированного к диффузному разряду.

Зависимость катодного падения потенциала от плотности тока микропятна, рассчитанная по формулам, показана на рисунке.

Как следует из рисунка, область отрицательного дифференциального сопротивления, соответствующая условиям возникновения микропятен, существует при температуре катода ниже Т=3300 К. Причиной контрагирования разряда является возрастание теплоотвода в катод в зоне микропятна при снижении температуры катода.