ИСТИНА

Разработана и создана модульная разрядная камера, позволяющая инициировать и исследовать сильноточные протяжённые дуговые разряды при повышенных давлениях (порядка атмосферного) в среде различных газов. Основу конструкции стенок модуля камеры представляет труба толщиной 7 мм из оптически чистого кварцевого стекла марки Кэ1дА диаметром и высотой 250 мм (из серии труб для электровакуумных аппаратов). Такая туба образует электрически прочные и оптически прозрачные стенки, выдерживающие высокотермальные нагрузки и импульсы давления, возникающие при инициировании и развитии сильноточных разрядов в газовых средах. В отличие от камер с непрозрачными стенками, эта камера не требует специальных оптических окон, и позволяет проводить панорамную видеосъёмку при визуализации разряда. Электроды вводятся в камеру через торцевые фланцы, изготовленные из асбоцементных плит, с уплотнениями из вакуумной резины, которая защищается от воздействия дуг паронитовыми пластинами. Для компенсации скачков давления в камере при зажигании разрядов, верхний фланец уплотняется через амортизирующие пружины. Неподвижный электрод крепится в нижнем фланце, а электрод подвижный проходит через эластичный клапан в верхнем. Через нижний фланец подаются газы, и осуществляется продувка воздухом для удаления продуктов горения разрядов. Для минимизации газодинамических возмущений от поступающих газов они подаются в промежуточную полость под дополнительным дном в камере (так же из паронита) и распределяются вдоль стенок камеры. В верхнем фланце установлены отводы для измерения давления в камере и для контроля расхода газов через камеру, которые непрерывно прокачиваются в процессе эксперимента. Давление измеряется: в магистралях - образцовыми газовыми манометрами, в камере - датчиком давления Honywell 1/8NPT. Расход измеряется поплавковым расходомером (ротаметр PC-3), который одновременно выполняет и роль автоматического клапана, закрывающего камеру после окончания разряда, сопровождающегося падением давления. Подача воздуха осуществляется компрессором FX-95 по трубопроводам с индикацией его расхода. Рабочие газы поступают от рампы, состоящей из стандартных 40-литровых баллонов, через раздельные магистрали с калиброванными дросселирующими шайбами. Для диагностики процессов используется обычная система диагностики электроразрядного стенда установки П-2000. Дуговая камера дополнительно оснащена магнитной системой наложения осевого поля. Без наложения поля проведено сопоставление горения разрядов в свободной воздушной атмосфере и в закрытой разрядной камере на стержневых графитовых электродах. В экспериментах установлено, что при сравнимых условиях (до 400 А) для горения дуг в камере не удаётся поддерживать разряд, который устойчиво горит в свободной атмосфере. В открытой атмосфере возмущения давления и температуры среды эффективно сносятся. В замкнутом пространстве такие возмущения могут усиливаться, что пагубно влияет на устойчивость разряда. В частности, гашение разряда в камере может быть вызвано и увеличением давления и уменьшением электропроводности плазмы в канале дуги. Использование нескольких вертикально наложенных секций-модулей этой камеры позволит изучать протяжённые дуговые разряды (с учётом наличных мощностей генератора ГП-2000) вплоть до полуметра и более. Работа выполнена в НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова (госконтракт №АААА-А16-116021110198-5) при финансовой поддержке РФФИ (грант №18-29-21022).