жини реактивного потоку стає меншим за відношенню до зростаючого типом газового потоку.
Яка ж причина для цієї залежності від типу потоку? У літературі важливу роль в метастабільних стані грають атоми і молекули, необхідні для того, щоб витримати APP при даному В«способі напруження (спека)В», що описує графа [11]. Плазма, про яку ми говоримо, і є плазма при даному способі розжарення. Це може бути відмічено з поточної характеристики напруги, показаної на малюнку 2.3, взятої з мультіреактівного джерела, який буде описаний пізніше. Принцип його роботи той ж, але він містить у собі безліч окремих реактивних джерел, що працюють паралельно так, що пікове значення потоку iпік не співпадає з номерами реактивних потоків.
В
Малюнок 2.3 - характеристика імпедансу реактивного джерела
З цієї характеристики повного опору ясно, що це плазма, що працює при методі напруження, а не у вигляді потоку [11]. Плазма при методі розжарення пространственна і здатна розладжуватися на зони, в яких присутні лише слабкі електричні поля. Але вони можуть існувати лише за певних умов. Наприклад, дуже важливо уникати контакту з киснем, тому що молекули кисню дуже ефективно пригнічують метастабільні збуджені атоми гелію [11]. Звідси випливає питання: В«Де область високої чистоти гелію?В». Чи справді реактивна зона - це зона, де присутня висока концентрація гелію?
Щоб пролити світло на це питання, ми повинні приблизно уявити динамічний потік (i), складається з благородного газу (наприклад гелію), поточний в навколишнє повітряне середовище, і процеси поширення (ii), що створюють перенесення повітря (особливо молекул кисню) в зони гелію. br/>
2.2.1 Динамічний реактивний потік
На малюнку 2.4 показані дві перевернуті фотографії реактивного струменя для різних типів потоку.
В
Малюнок 2.4 - ламінарний (А) і бурхливий (б) відтік, поляризація електродів подібно малюнку 2.1 (а)
Малюнок 2.4 (а) був узятий при 11 1/min (що відповідає середній газової швидкості 14,6 м/с), а малюнок 2.4 (б) при 21 1/min (що відповідає середній газової швидкості 27,9 м/с). Очевидно, що структура газових потоків є повністю різною. p> Механіка потоку характеризується двома способами відтоку газу: бурхливим і ламінарним (пластинчастим) способом. При ламінарному способі відтоку вектори газової швидкості частки сонаправлени з вектором газового потоку. При бурхливому способі вони можуть мати різні напрямки. На малюнку 2.5 показаний типовий профіль відтоку [11]. br/>В
Малюнок 2.5 - профіль газового виходу
Справа в тому, що завжди існує область, де не було ніякого плавного змішування газу з навколишнім повітрям, за винятком змішування, викликаного процесами поширення. Цю область називають В«основною зоноюВ» її довжина Хр істотно відрізняється для двох способів відтоку. Якщо в повітря проникають вентиляційні струмені, то ця довжина може бути представлена ​​як Хр = d/m, де d - діаметр виходу, а m - параметр, який змінюється від 0,1 для повністю ламінарного відтоку до 0,3 для бурхливого відтоку. Для відтоку газу, який має інший склад по відношенню до навколишнього газу (наприклад гелій в повітря) значення m може бути по-різному, внаслідок чого повинно бути проведено моделювання течії.
2.2.2 Процеси поширення в реактивній зоні
Для того, щоб показати, що основна область є областю високої чистоти гелію, необхідно оцінити процеси поширення. Це можливо за допомогою другого закону поширення Фіка. Для тривимірного випадку він може бути записаний як:
,
де D - постійна розповсюдження, з - місцева концентрація.
Для двовимірних і тривимірних випадків не існує ніякого простого аналітичного рішення даного рівняння, але для одновимірного випадку:
.
Цього достатньо для попередньої оцінки цих процесів. Малюнок 2.6 описує ситуацію. br/>В
Малюнок 2.6 - оцінка процесів поширення в межах APPJ
Гелій випливає з труби, виробляє в навколишньому повітрі конусоподібну основну зону, на зразок описаної колись. Якщо з основної зони виділити маленький диск, то циліндричний обсяг гелію буде оточений повітряної оболонкою. Звичайно, насправді ця ситуація є дуже динамічною, т. к. обсяг гелію постійно змінюється. Але якщо обсяг гелію не змінюватиметься весь час, то це буде описано в термінах процесів розповсюдження. Якщо ця ситуація постійного гелію НЕ є критичною, то реальний процес не буде критичним так чи інакше.
Оскільки довжина поширення обох газів (<1 мкм) є набагато меншою, ніж розглянутий тут діаметр циліндра гелію (4 мм), то це дозволяє використовувати одномірне рішення другого закону Фіка.
Для С0 = 100%, DHe-O2 = 0,45 см2/сек і з (2мм, t5%) = 1% ми отримуємо t1% = 26мсек. Це означає, що якщо всі газові швидкості дорівнюють нулю, то на це буде потрібно 26 мсек, поки концентрація гелію в середній лінії циліндра гелію (середня лінія реакт...
