Калориметрические измерения

Для целей нагрева поверхности аэродинамических моделей и испытания теплозащитных покрытий была создана газоразрядная электронная пушка (ЭГП) с холодным катодом, которая работает при давлениях остаточного газа от 1 до 1200 Па.

Она состоит из следующих основных узлов: водоохлаждаемого катодного блока, керамических изоляторов, анодного блока и фокусирующей и отклоняющей системы. В пушке предусмотрена смена катода и анодной втулки при их износе. Межэлектродное расстояние анод-катод регулируемое. Для стабилизации давления рабочего газа в области анодного отверстия использована система поддува газа. Вольтамперные характеристики этой пушки, построенные в двойном логарифмическом масштабе. Пушка имела алюминиевый катод диаметром dK=4 мм, анодное отверстие диаметром dA=5 мм, межэлектродное расстояние LA=1 мм. Исследованиями была установлена возможность горения высоковольтного газового разряда с инжекцией электронного пучка в непрерывном режиме при давлениях Р 1200 Па.

Калориметрические измерения мощности электронного пучка ЭГП-9 показали, что максимальная мощность при работе пушки в непрерывном режиме составляет 14 кВт; максимальное ускоряющее напряжение 20 кВ; а ее к. п. д. уменьшается с увеличением давления от 84% при 13,3 Па до 71% при 1200 Па; угол отклонения электронного луча от оси пушки ±10 ; рабочий газ - гелий.

Для нагрева газовых потоков в низком вакууме были созданы многолучевая газоразрядная электронная пушка ЭГП-24 и кольцевая - ЭГП-25. Процесс нагрева газа проходит следующим образом. Электронный пучок, взаимодействуя с молекулой газа, передает им свою кинетическую энергию. Согласно расчетам основная доля энергии передается при неупругих и когерентнам взаимодействиях. Температура газа при этом возрастает в зависимости от мощности рассеянного электронного пучка. Основными преимуществами подобного метода являются: равномерное нагревание газа по всему поперечному сечению потока; высокий к. п. д.; простое управление процессом нагрева; малая инерционность времени выхода на заданный режим температур.