Проблемы измерения потоков энергии излучения на объектах транспортной инфраструктуры с излучающей плазмой

Лапшин Владимир Федорович

doi:10.20295/1815-588X-2022-4-685-692

УДК 53.087 УДК 681.2.08

Ещё 2 Свернуть

ПРОБЛЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКОВ ЭНЕРГИИ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОБЪЕКТАХ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ С ИЗЛУЧАЮЩЕЙ ПЛАЗМОЙ Проблемы измерения потоков энергии излучения на объектах транспортной инфраструктуры с излучающей плазмой

АА Аа

Опубликовано в Известия Петербургского университета путей сообщения/Proceedings of Petersburg Transport University · Том 19, Номер 4 · Страницы 685–692 · Рубрика: Общетехнические задачи и пути их решения

DOI: https://doi.org/10.20295/1815-588X-2022-4-685-692

Получено: 17.12.2022 Одобрено: 20.12.2022 Опубликовано: 20.12.2022

Авторы

ЛА

Лапшин Владимир Федорович

ЛА

Лапшин Владимир Федорович

Ученая степень: доктор физико-математических наук

Ученое звание: профессор

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия · Санкт-Петербург

АННОТАЦИЯ

Цель: Объекты транспортной инфраструктуры включают в себя многочисленные технические устройства, содержащие излучающую плазму. К их числу относятся источники видимого и спектрального излучения, коммутационные аппараты на тяговых подстанциях, высокотемпературные теплообменники и камеры сгорания. При экспериментальном исследовании таких устройств проводят измерения мощности и спектрального состава излучения, испускаемого плазмой. Для этого, как правило, используют фотодиоды небольших размеров, устанавливаемые на некотором расстоянии от плазменного образования. Цель настоящей работы состоит в установлении связи между мощностью излучения плазмы и величиной потока излучения, падающего на рабочую поверхность фотодиода. Методы: Для решения поставленной задачи в работе используется метод прямого интегрирования уравнения переноса излучения в предположении однородной структуры плазмы, но в отсутствии предположения о наличии локального термодинамического равновесия. Рассматриваются случаи отражающих и поглощающих поверхностей, ограничивающих плазму. Результаты: Найдены явные выражения для потока излучения, выходящего с поверхности плазменного образования, и потока, падающего на поверхность фотодиода. Численно исследована зависимость отношения величин этих потоков излучения от геометрических размеров и оптической толщины плазмы. Для случая отражающих поверхностей, ограничивающих плазму, найдено простое асимптотическое выражение для величины отношения потоков и определена область его применимости. Практическая значимость: Соотношения, устанавливающие связь между мощностью излучения плазмы и величиной мощности потока излучения, падающего на рабочую поверхность фотодиода, позволяют решить основную задачу экспериментального исследования плазменных образований — восстановления характеристик плазмы по результатам измерения фототока. Результаты, полученные в работе, могут быть использованы при экспериментальном исследовании технических устройств, содержащих излучающую плазму.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Измерение потока излучения, излучающая плазма, уравнение переноса излучения

Текст

Текст (PDF)

Читать Скачать

1. Райзер Ю. П. Физика газового разряда / Ю. П. Райзер. - Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2009. - 736 с.

2. Lapshin V. F. Eco-friendly sun lamp for railway facilities / V. F. Lapshin // J. Phys.: Conf. Ser. - 2021. - Vol. 2131(4). - P. 042092.

3. Zabello K. K. Anode Surface State and Anode Temperature Distribution after Current Zero for Different AMF-Contact Systems / K. K. Zabello, I. N. Poluyanova, A. A. Logachev et al. // IEEE Trans. Plasma Sci. - 2019. - Vol. 47. - № 8(1). - Pp. 3563-3571.

4. Logachev A. A. Cathode Surface State and Cathode Temperature Distribution after Current Zero of Different AMF-Contacts / A. A. Logachev, I. N. Poluyanova, K. K. Zabello et al. // IEEE Trans. Plasma Sci. - 2019. - Vol. 47. - № 8(1). - Pp. 3516-3524.

5. Wang L. J. Simulation results of influence of constricted arc column on anode deformation and melting pool swirl in vacuum arcs with AMF contacts / L. J. Wang, X. Zhang, X. Huang et al. // Phys. Plasmas. - 2017. - Vol. 24(11). - Р. 113511

6. Li T. Simulation of Electric Arc Characteristics Based on MATLAB/Simulink / T. Li, H. Li // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. - 2018. - Vol. 452(4). - Р. 042080.

7. Litvinovа V. V. Stochastic model of thermal processes in the contact network at arc discharges occurring at high speeds of movement / V. V. Litvinova, V. I. Moiseev, E. V. Runev // CEUR Workshop Proceedings. - 2020. - Vol. 2803. - Pp. 84-91.

8. Poluyanova I. N. Measurements of Thermal Radiation Brightness of Anode Surface After Current Zero for a Range of Current Levels / I. N. Poluyanova, K. K. Zabello, A. A. Logatchev et al. // IEEE Trans. Plasma Sci. - 2017. - Vol. 45. - № 8(2). - Pp. 2119-2125.

9. Баринов Ю. А. Мощность излучения сильноточной вакуумной дуги, стабилизированной аксиальным магнитным полем, в видимой и ультрафиолетовой областях спектра / Ю. А. Баринов, К. К. Забелло, А. А. Логачев и др. // Письма в ЖТФ. - 2021. - Т. 47. - Вып.3. - С. 18-20

10. Lapshin V. F. Radiative heat transfer in plasma of pulsed high pressure caesium discharge / V. F. Lapshin // J. Phys.: Conf. Ser. - 2016. - Vol. 669. - P. 012035.

11. Зельдович Я. Б. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений / Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер. - М.: Физматлит, 2008. - 656 с.

12. Abaszadeh M. Analysis of radiative heat transfer in two-dimensional irregular geometries by developed immersed boundary-lattice Boltzmann method / M. Abaszadeh, A. Safavinejad, A.A. Delouei et al. // JQSRT. - 2022. - Vol. 280. - P. 108086.

13. Baksht F. G. Modeling of the Plasma Waveguide on the Basis of the Pulse-Periodic High-Pressure Cesium Discharge / F.G. Baksht, V.F. Lapshin // Plasma Phys. Rep. - 2020. - Vol. 46. - Pp. 846-849.

14. Loginov A. V. Radiative Constants in the W VII Ion Spectrum / A. V. Loginov, V. I. Nikitchenko // Optics and Spectroscopy. - 2020. - Vol. 128(8). - Pp. 1078-1081.

PDF JATS XML

Главный редактор

Валинский Олег Сергеевич

Заместитель главного редактора

Курилкин Дмитрий Николаевич

It@pgups.ru

Научный редактор

Евстафьев Андрей Михайлович

elt@pgups.ru

Редакция

Редакция журнала ПГУПС

brni@pgups.ru

6444

загрузки

ГОСТ

Лапшин В. Ф. Проблемы измерения потоков энергии излучения на объектах транспортной инфраструктуры с излучающей плазмой // Известия Петербургского университета путей сообщения/Proceedings of Petersburg Transport University. 2022. № 4. С. 685-692. DOI: https://doi.org/10.20295/1815-588X-2022-4-685-692. (дата обращения: 27.10.2026).

MLA

Лапшин Владимир Федорович. "Проблемы измерения потоков энергии излучения на объектах транспортной инфраструктуры с излучающей плазмой." Известия Петербургского университета путей сообщения/Proceedings of Petersburg Transport University 19.4 (2022): 685-692. DOI: https://doi.org/10.20295/1815-588X-2022-4-685-692.

APA

Лапшин В. Ф. (2022). Проблемы измерения потоков энергии излучения на объектах транспортной инфраструктуры с излучающей плазмой. Известия Петербургского университета путей сообщения/Proceedings of Petersburg Transport University, 19(4), 685-692. https://doi.org/10.20295/1815-588X-2022-4-685-692

Chicago

Лапшин Владимир Федорович. "Проблемы измерения потоков энергии излучения на объектах транспортной инфраструктуры с излучающей плазмой." Известия Петербургского университета путей сообщения/Proceedings of Petersburg Transport University 19, no. 4 (2022): 685-692. https://doi.org/10.20295/1815-588X-2022-4-685-692.

WIKI

{{cite journal | author = Лапшин В. Ф. | title = Проблемы измерения потоков энергии излучения на объектах транспортной инфраструктуры с излучающей плазмой | journal = Известия Петербургского университета путей сообщения/Proceedings of Petersburg Transport University | year = 2022 | volume = 19 | issue = 4 | pages = 685-692 | doi = 10.20295/1815-588X-2022-4-685-692 }}

Скопировать

Экспорт: BibTeX EndNote RefMan RusMARC

Подтверждение