Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії
Numerical simulation of powerful electrical discharges in the air in the circuit with the inductive and capacitive energy store and electroexplosive opening switch has been carried out with one-dimensional magnetohydrodynamic approach. Electrical, energetical and gasodynamical characteristics of the...
Saved in:
| Published in: | Технічна електродинаміка |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут електродинаміки НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62236 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії / К.В. Дубовенко // Технічна електродинаміка. — 2012. — № 6. — С. 11–18. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860184878750892032 |
|---|---|
| author | Дубовенко, К.В. |
| author_facet | Дубовенко, К.В. |
| citation_txt | Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії / К.В. Дубовенко // Технічна електродинаміка. — 2012. — № 6. — С. 11–18. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технічна електродинаміка |
| description | Numerical simulation of powerful electrical discharges in the air in the circuit with the inductive and capacitive energy store and electroexplosive opening switch has been carried out with one-dimensional magnetohydrodynamic approach. Electrical, energetical and gasodynamical characteristics of the discharge have been obtained. With accounting for the electrical processes and electrical energy dissipation in the plasma load the analysis of the gasodynamical transients has been carried out. In particular, spatial and temporal dependencies of the medium pressure, velocity and density under conditions of the magnetic pressure and discharge current skinning influence have been shown.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:03:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. . . 2012. 6 11
621.314: 533.528
. , .
,
. , 9, , 54010,
. , -
.
, ,
, .
. 10, . 1, . 5.
: , .
. -
[8, 10].
( ). ,
,
( ) ,
[3,4,10].
( ) [3, 7, 10]. [3, 7] -
,
, [10] ,
, .
,
, . ,
, ,
, , , ,
.
.
.
. 1, . : ( ) ( ) ,
S1, , S2,
, , S3,
Z . I1, I2, I3 – . S1 S3,
, .
S2
.
Z ,
. -
. 1, . : 1 – ; 2 –
; 3 – ; –
© ., 2012
12 ISSN 1607-7970. . . 2012. 6
; Rb1, Lb1 – S1,
; R1, L1 R2, L2 –
S2 ; Rb2, Lb2 – S3
.
U0 , S1 S3
, S2 – .
S1 .
S1 S2 , ,
, . , I1
, S2.
L2 a S2
S3
.
.
( . 1, ). S2 ,
, 10-6
.
[3]. ,
S2 ,
. -
. L = L1 / Rk(t), Rk(t) –
.
C = C Rk(t). (t = 0 ... 10-6 )
(102 ... 103 ), (
), -
,
. L << C.
3...4 .
, L >> C. ,
. ( )
, – .
-
[4, 10],
,
/ ,i rH s 0 ,H E
t r s
(1)
I1
I2
I3
S1 S3
S2 Z
R1 L1 Rb2 Lb2
Rb1 Lb1
CI1 I3
1
2
3
R2
L2
a
. 1
ISSN 1607-7970. . . 2012. 6 13
,j E 0 /f iH , 2q E , (2)
1 rv
t s
, v pr f
t s
, /v r t , (3)
V
rv Wp q Q
t s s
, TW r
s
, (4)
316
3R B RT l ,
1,33
7 410 3
46,8 10 10 ,
10R
Tl (5)
, ,p p T , ,T , ,T , ,T (6)
2 2 2 2 2, ,mR R j Q dQ dt , 2 2 0m mj I S , (7)
2
2 2 2Q I t R dt , (8)
r – ; t – ; s – (ds = rdr); 0 –
; – ; f, q –
; W – ; QV –
; – , -
, R ; B – ;
lR – ; I2m, j2m –
; S0 –
; Q2 – ,
.
(1) – (2).
(3). (4) : , ,
, .
[6]. ,
, .
QV (4). (6)
[5].
R2 S2 -
(7),
[3].
(9)
[9, 10].
[9]
0
3 ln ,
2 k
l rdEdm I t
dt r t
(9)
l – ; I3 – ; r – ; rk –
.
[9] (1) – (9)
.
. -
, -
, .
[2], .
= 3·10-5 ,
U0 = 5·104 , Lb2 = 1,3·10-7 .
,
, l = 0,2 .
r = 0,13 .
. ,
14 ISSN 1607-7970. . . 2012. 6
. 2 ( )
) . , -
( . 2, ) -
.
, ,
. .
.
. 2, rk, , Q,
. , , rk
= 104 , .
S3.
( I2,
U , Q2 ) [3]
,
[3] C = 15,3 10-6 ,
U0 = 8 104 , S1 Lb1 = 5 10-8 ,
S2 L2 = 1,3 10-7 , S3
Lb2 = 9 10-8 ,
Rb1 = 10-2 Rb2 = 7 10-3 . (~ 10-6 ) ,
, d = 0,93 ,
b = 0,15 h = 10-5 . L1 = 1,5 10-7 .
,
l = 0,2 , -
r = 0,13 .
.
( )
= 10-10 -1 .
-
. 2, . ,
I2 S2 -
I3 . ,
U , S2 , , .
Q2, -
.
, -
. -
[10] [1] .
. 2
ISSN 1607-7970. . . 2012. 6 15
.
, .
, S3
.
0 = 1,5 104 ,
rk0 = 10-3 . ,
.
S3
S2
t = 3,9·10-6
I3
( . 3, ).
, 1 = 8·10-7
I3
I1
1,8·105 . -
I3 = 1,7·105 .
I3 = 2,1·105
2 = 2,5·10-6 . -
t = 1,3·10-5 ( . 3, )
I3(t) -
,
RLC -
, .
-
-
q . 3, .
, -
3,3·10-6
, .
, ,
,
. , ,
q. , q
(r = 0) ( . 3, )
.
,
.
9,3 103 .
S2 1,12 104 ,
9,8 103 .
4·103 . ,
5,2·103 .
2,4·103 .
4,1·104 5,6·107 . ,
, 28% .
. 3
16 ISSN 1607-7970. . . 2012. 6
, ,
,
,
-
-
. ,
,
,
, , ,
, , .
,
,
.
. 4 . 5 ,
( ) .
: 1 – t = 5·10-6 c; 2 – t = 6·10-6 c; 3 – t = 10-5 c; 4 – t = 1,4·10-5 c.
t = 5·10-6 -
, S2
. 3, ). 3,6·107 ,
( 1 . 4, ).
1,2·107 . -
. I3
t = 7,2·10-6 ( . 3, ),
( . 3, ).
. 4
. ,
,
t = 6·10-6 1,5·107 ( 2 . 4, ).
( 3, 4 . 4, ).
. 4,
.
( 1 . 4, ) -
v = 3,2·103 -1 t = 6·10-6 ( 2 . 4, ),
v = 3,0·103 -1 t = 1,4·10-5 ( 3, 4 . 4, ).
( . 5).
k = ( +1)/( –1) , . = 1,667
– . -
(103 )
:
-
9,8 5,8 7,5
L1 9,3 4,1 0,0
L2 6,7 0,0 0,0
R2 11,2 23,2 23,2
Rb2 0,0 2,4 6,3
3
2
1
0 1 2 3 r, 10-2
1
2
3
4
p, 107
3
2
1
0
-1
1 2 3 r, 10-2
1 3 4
2
v, 103 -1
ISSN 1607-7970. . . 2012. 6 17
( = 1,23 -3)
( . 5). .
,
. -
, .
-
.
.
( 1 . 4, )
( 1 . 5).
t = 6·10-6 ,
, , ,
. .
,
. ,
1 . 5), .
, ,
.
, . ,
, ,
(r = 0) ,
( 2 – 4 . 5).
.
.
, -
, -
,
.
,
. ,
, -
– -
.
1. ., ., ., . Z-
// . – 1992. – . 62. – 6. – . 74 – 92.
2. ., ., . I.
//
. – 1970. – . 40. – 3. – . 516 – 522.
3. ., ., .
. – : , 1990. – 432 .
4. .
//
« ». 2009. . 41. – . 54 – 61.
5. ., ., . . – :
, 1984. – 144 .
6. ., .
. – : , 1966. – 686 .
7. Kratz R., Wyder P. Principles of Pulsed Magnet Design. – Berlin: Springer-Verlag, 2002. – 187 p.
1
0
1 2 3 r, 10-2
1
2
3
4
, -3
. 5
18 ISSN 1607-7970. . . 2012. 6
8. ., ., ., ., .
//
. – 2003. – 5. – . 161 – 165.
9. ., . . – : ,
1980. – 352 .
10. ., . . – :
, 2008. – 270 .
621.314: 533.528
. , .
,
. , 9, , 54010, .
. , .
, ,
. . 10, . 1, . 5.
: , .
GASODYNAMICAL CHARACTERISTICS OF ELECTRICAL DISCHARGES IN THE PULSED PLASMA
GENERATOR WITH INDUCTIVE AND CAPACITIVE ENERGY STORE
K.V. Dubovenko
Mykolayiv State Agrarian University,
Paryzka Comuna St, 9, Mykolayiv, 54010, Ukraine.
Numerical simulation of powerful electrical discharges in the air in the circuit with the inductive and capacitive energy store and
electroexplosive opening switch has been carried out with one-dimensional magnetohydrodynamic approach. Electrical, energetical
and gasodynamical characteristics of the discharge have been obtained. With accounting for the electrical processes and electrical
energy dissipation in the plasma load the analysis of the gasodynamical transients has been carried out. In particular, spatial and
temporal dependencies of the medium pressure, velocity and density under conditions of the magnetic pressure and discharge
current skinning influence have been shown. References 10, table 1, figures 5.
Key words: electrical discharge, inductive and capacitive store.
1. Andreev D.A., Bogomaz A.A., Rutberg Ph.G., Shakirov A.M. High-current discharge of the Z-pinch type in high density
media // Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki. – 1992. – Vol. 62. – 6. – P . 74 – 92. (Rus)
2. Basov N.G., Borovich B.P., Stoylov V.S. High-current discharge in gases I. Experimental investigation of light and
energetical characteristics of the powerful discharge in the air // Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki. – 1970. – Vol. 40. – 3. – P . 516 –
522. (Rus)
3. Burtsev V.A., Kalinin V.A., Luchinskiy A.V. Electrical explosion of wires and its application in electrophysical
installations. – skva: Energoatomizdat, 1990. – 432 p. (Rus)
4. Dubovenko K.V. Influence of the electroexplosive opening switch parameters on the electrical discharge characteristics
in the circuit with inductive energy store. // Vestnik Natsionalnogo Tekhnicheskogo universiteta Kharkovski Politekhnicheski
Institut». – 2009. – Vol. 41. – P . 54 – 61. (Rus)
5. Zamyshlyaev B.V., Stupitsk , Guz A.G. Plasma composition and thermodynamical functions. – skva:
Energoatomizdat, 1984. – 144 p. (Rus)
6. Zeldovich Ya.B., Rayzer Yu.P. Physics of shock waves and high-temperature hydrodynamical phenomena. – skva:
Nauka, 1966. – 686 p. (Rus)
7. Kratz R., Wyder P. Principles of Pulsed Magnet Design. – Berlin: Springer-Verlag, 2002. – 187 p. (Eng)
8. Savvateev A.F., Bogomaz A.A., Budin A.V., Kolikov V.A., Gutberg F.G. Investigation of the electrical discharge in the
gas of superhigh density with its preliminary adiabatic pressurising // plofizika vysokikh temperatur. – 2003. – 5. – p. 161 –
165. (Rus)
9. Samarskii ., Popov Yu.P. Gasodynamics tasks finite-difference methods for Gasodynamics tasks solution. – skva:
Nauka, 1980. – 352 p. (Rus)
10. Shcherba A.A., Dubovenko K.V. High-voltage electrical discharge compact systems. – yiv: Naukova dumka, 2008. –
270 p. (Rus)
13.02.2012
Received 13.02.2012
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-62236 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-7970 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:03:34Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дубовенко, К.В. 2014-05-17T22:02:27Z 2014-05-17T22:02:27Z 2012 Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії / К.В. Дубовенко // Технічна електродинаміка. — 2012. — № 6. — С. 11–18. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1607-7970 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62236 621.314: 533.528 Numerical simulation of powerful electrical discharges in the air in the circuit with the inductive and capacitive energy store and electroexplosive opening switch has been carried out with one-dimensional magnetohydrodynamic approach. Electrical, energetical and gasodynamical characteristics of the discharge have been obtained. With accounting for the electrical processes and electrical energy dissipation in the plasma load the analysis of the gasodynamical transients has been carried out. In particular, spatial and temporal dependencies of the medium pressure, velocity and density under conditions of the magnetic pressure and discharge current skinning influence have been shown. uk Інститут електродинаміки НАН України Технічна електродинаміка Теоретична електротехніка та електрофізика Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії Gasodynamical characteristics of electrical discharges in the pulsed plasma generator with inductive and capacitive energy store Article published earlier |
| spellingShingle | Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії Дубовенко, К.В. Теоретична електротехніка та електрофізика |
| title | Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії |
| title_alt | Gasodynamical characteristics of electrical discharges in the pulsed plasma generator with inductive and capacitive energy store |
| title_full | Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії |
| title_fullStr | Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії |
| title_full_unstemmed | Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії |
| title_short | Газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії |
| title_sort | газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії |
| topic | Теоретична електротехніка та електрофізика |
| topic_facet | Теоретична електротехніка та електрофізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/62236 |
| work_keys_str_mv | AT dubovenkokv gazodinamíčníharakteristikielektričnihrozrâdívvímpulʹsnomugeneratoríplazmizínduktivnoêmnísnimnakopičuvačemenergíí AT dubovenkokv gasodynamicalcharacteristicsofelectricaldischargesinthepulsedplasmageneratorwithinductiveandcapacitiveenergystore |