Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Проблема шаровой молнии - Смирнов Б.М.

Смирнов Б.М. Проблема шаровой молнии — М.: Наука, 1988. — 208 c.
ISBN 5-02-013827-4
Скачать (прямая ссылка): problemasharovoymolnii1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 72 >> Следующая

J = kN0е (У ^nr20Ii - N0e.
Здесь скобки означают усреднение по максвелловскому распределению ионов по скоростям. Проводя это усреднение, получим
J _ . ZeiIrflT
70 [exp (Ze^r0T)-I] ' где
Jo = 4arW ш• (5-9)
Формулы (5.3) и (5.8) отвечают двум предельным соотношениям между радиусом аэрозольной частицы г0 и длиной свободного пробега X ионов в газе. Объединяя эти формулы с учетом (5.7), получим следующее выражение для тока ионов на аэрозольную частицу:
Jn-Ze^lrT
J = P г ' ¦" 2 г .. (5.10)
(I +J0Ii0) [exp (Ze*/r0T)- 1]
Эта формула с учетом того, что заряд аэрозольной частицы Z может быть разных знаков, объединяет все рассмотренные предельные случаи.
Отметим интересное обстоятельство. В задачу входят три параметра, имеющих размерность длины: радиус аэрозольной частицы г0, длина пробега иона в газе X и
кулоновская длина Ze1IT, характеризующая размер области сильного взаимодействия заряженной частицы с ионом. В то же время общий результат зависит только
о г отношения параметров Klr0 и Ze2IraT, причем, как следует из формулы (5.10), зависимость от этих безразмерных параметров проявляется в отдельных множителях общего выражения.
Полученные выражения справедливы для токов ионов одного сорта. Рассмотрим квазинейтральную плазму, когда заряженный аэрозоль находится с плазмой в равновесии. Если размер аэрозольной частицы достаточно велик, то из равенства токов положительных и отрицательных ионов на нее получим для равновесного заряда аэрозоля:


(5.11)
Последнее неравенство возникло из условия, что увеличение заряда аэрозольной частицы на единицу принципиально не изменит характер зарядки. Для комнатной температуры это неравенство имеет вид га > 0,06 мкм. Если размер частицы заметно меньше, то следует учитывать, что вероятность появления аэрозольных частиц с зарядом, большим единицы, пропорциональна экспоненте е.\р(-ег/г0Т) и мала. Действительно, например, вероятность попаданпя иона на аэрозольную частицу, имеющую заряд Z и тот же знак, содержит фактор exp (-Ze2IraT), который выражает вероятность подхода ионов к поверхности частицы. Исключая из рассмотрения частицы с зарядом, большим единицы, и сравнивая токи зарядки нейтральных и разрядки однократно заряженных аэрозольных частиц, для отвеетельной доли заряженных частиц в данном случае получим соотношения
(5.12а)
(5.126)
где п0, п+, п_ - плотности нейтральных и также однократно (положительно и отрицательно) заряженных аэрозольных частиц; x = e2/raT> 1. Средний заряд аэрозоль-
ных частиц, согласно формулам (5.12), равен
Ш_ - М,
г0 < К,
Vm-m^
г0Ж.
Поскольку X > 1, то получаем Z < 1.
Рассмотрим характер установления равновесного заряда в квазинейтральной плазме, считая для простоты, что параметры положительных и отрицательных ионов в плазме близки. Изменение заряда аэрозольной частицы в случае Z > 1 имеет вид уравнения dq
Tt
= /+¦
где q = Ze\ 1+ и J- - токи положительных п отрицательных ионов на частицу. Используя выражение (5.3) для токов ионов в случае г0 > к и формулу (5.11) для среднего заряда, получим решение этого уравнения:
t
1 - ехр -
зар
где, согласно (5.11),
_ rJ Д0
Яо е ?,
[ф = -J (2>+ Ч- 2>_), АЙ5 = Й5+ - 2>_, A
Время установления равновесного заряда аэрозольной частицы составляет
-2 J
(5.14)
= 2 л2, ^r7-Cl,
*зар
здесь 2- проводимость плазмы.
Рассмотрим теперь предельный случай, когда е2/г0Т > 3> 1. Поскольку параметры положительно и отрицательно заряженных ионов мы считаем близкими, то согласно формулам (5.12) при этом п+/п" = n-/n0 - 1/х. Уравнение баланса для заряженных аэрозольных частиц принимает вид dn,
- = IiJi0N І - n+kpeuN h
где к0, kpfv-константа скорости передачи заряда от иона аэрозольной частице, причем в первом случае частица нейтральна, а во втором имеет заряд, противоположный заряду иона. При этом NlIt0 = J/е, где J - ток ионов на нейтральную аэрозольную частицу - определяется формулой (5.7), Arpeit = к0е2/Тг0. Решением уравнения баланса будет
г-T
П+ = "о [1 -ехр (- г/Таар)].
причем выражение для времени зарядки в соответствии с формулой (5.12) имеет вид
I inS)Ne2 ( 4(r) \-i
В предельном случае X < г0 эта формула перейдет в формулу (5.14).
Процесс прилипания ионов к аэрозольным частицам приводит и к падению плотности ионов в плазме, т. е. к распаду плазмы. Уравнение баланса для плотности положительных ионов N+ в рассматриваемом случае, после того как установилось равновесие между заряженными и нейтральными аэрозольными частицами в плазме, имеет вид
dN, N.
Jr - + fi-IcVexN + = - у
а Lpacn
где время распада плазмы
= п0к0 + п~к рек = 2 п0к0 =
1расп
_ 8л3)п/ /1 3> \-1_
T \ Чг0Ут/2пМ)
Полученные формулы позволяют оценить параметры процесса зарядки аэрозольных частиц в реальной плазме.
Рассмотрим реальную атмосферу. Состав ионов, находящихся в реальной атмосфере, зависит от влажности и температуры атмосферы, от присутствующих в ней примесей и обычно включает в себя несколько молекул воды. Коэффициент диффузии составляет: по данным [62]
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 72 >> Следующая