Термо и электрофизические особенности газового разряда низкого давления с микрочастицами

Цель: экспериментальное и численное исследование процессов взаимодействия плазмы тлеющего разряда с частицами микронного и субмикронного размеров. Получены экспериментальные данные о влиянии пылевых частиц на свойства тлеющего разряда постоянного тока низкого давления в неоне, аргоне и воздухе. Измерены вольт-амперные характеристики (ВАХ) положительного столба разряда без микрочастиц и с микрочастицами с одновременной регистрацией формы пылевой структуры и числа частиц, удерживаемых в разряде. Обнаружено увеличение напряженности продольного электрического поля, вызванное влиянием микрочастиц. Экспериментально определены границы устойчивости пылевой плазмы (по току разряда и давлению газа) при тепловыделении в разряде, влияющем и не влияющем на самоорганизацию пылевых структур. Обнаружены неустойчивость разряда с микрочастицами в виде периодических пульсаций свечения разряда в области падающей ВАХ разряда с отрицательным дифференциальным сопротивлением при малых токах разряда, трансформация сплошных однородных структур в полые цилиндрические структуры с внутренней границей (войдом) при увеличении тока разряда. Определены границы существования пылевой плазмы и перехода к полым структурам для неона и воздуха. В рамках диффузионно-дрейфового приближения разработана самосогласованная модель взаимодействия плазмы положительного столба тлеющего разряда в неоне и воздухе с пылевым компонентом, образующим плазменно-пылевые структуры, с учетом тепловыделения в разряде. Рассчитаны распределения компонентов плазмы и конфигурация электрического поля в зависимости от параметров разряда и пылевых структур.