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 .. 31 32 33 34 35 36 < 37 > 38 39 40 41 42 43 .. 72 >> Следующая



где N-объемная плотность заряда на границе раздела, х- направление, перпендикулярное границе раздела. Пусть R - размер плазмы после испарения материала. Тогда плотность нескомпенсированного заряда в ней
N = FiZAneR.
Если выделить из этой плазмы объем радиуса R, то заряд внутри него равен q = lZ3^R3Ne = FlRi/3. Будем считать, что твердые частицы объединились в кластер радиуса R. Тогда этот кластер имеет заряд q, для которого получена оценка, и создает у своей поверхности электрическое поле напряженностью
F = q/R2 = FJ 3.
Таким образом, напряженность электрического поля, создаваемого кластером, сравнима и в несколько раз меньше напряженности электрического поля в воздухе, когда по нему протекает электрический ток. Для того чтобы иолучить использованные ранее электрические параметры шаровой молнии, необходимо, чтобы начальная напряженность электрического поля в воздухе, которое создает электрический ток и вызывает испарение материала в воздухе, составляла Fi ~ 10 кВ ¦ см-1.
Разделение заряда сопровождается сложной газодинамикой рассматриваемой системы, включающей в себя газ, пыль и плазму. При этом, поскольку значения характерной электрической энергии нескомпенсированного заряда в данном случае относительно невелики (порядка 0,02 Дж), то разделение заряда не может повлиять на газодинамику процесса.
Проведенные анализ и оценки позволяют представить физическую картину образования заряженного кластера в результате ассоциации твердых заряженных частиц. Заряд частиц не влияет на характер их ассоциации, однако, для того чтобы кластер в процессе своего роста не разряжался, необходимо, чтобы плотность ионов в зоне его образования была существенно меньшей, чем при зарядке частиц. Следовательно, процессу ассоциации твердых заряженных частиц в кластер предшествуют процесс зарядки частиц в плазме, а также процесс разделения заряда частиц и заряда плазмы. Последний процесс происходит под действием внешних электрических полей,. '
Чтобы получить количественную картину рассмотренных электрических процессов при сборке каркаса шаровой,молнии, в табл. 5.1 приведены характерные значения времени протекания соответствующих процессов. Приведенные параметры, как и использованные значения радиусов частиц, представляются подходящими для условий шаровой молнии. Прокомментируем данные табл. 5.1.

Как видно, наиболее быстрый процесс - прилипание ионов к аэрозольным частицам. Плотность ионов в плазме значительно ниже той, которую могут принять на себя аэрозольные частицы. Поэтому все ионы прилипают к частицам, что приводит к исчезновению плазмы в объеме. Этому процессу предшествует процесс разделения зарядов в плазме. Тем самым вбрасывание аэрозольных частиц в плазму происходит в тот момент, когда плазма несет электрический потенциал и заряды в ней разделены. Аэрозольные частицы, захватывая ионы, фиксируют
Таблица 5.1
Характерные времена протекания электрических процессов
Время *), с


5-Ю'4
4-10-"

Установление равновесного заряда на частице
Распад плазмы за счет прилипания ионов к частицам
Рекомбинация положительных и отрицательных ионов в объеме
Разделение зарядов плазмы
Ассоциация частиц в кластер
Разрядка кластера в атмосферной плазме
2,5-Ю-3 з-ю-10
5-Ю-4
ю~3-ио-г
0,01 -^-5 IO3
§ 5.4. Электрические процессы в заряженном кластере
Рассмотрим электрические явления, которые происходят с заряженным кластером, находящимся в атмосфере. Как и раньше, будем при проведении оценок ориентироваться на кластер с радиусом средней шаровой молнии (14 см) И поверхностным натяжением, равным поверхностному натяжению воды. Электрический заряд такого кластера в единицах заряда электрона составит порядка
4 • IO121 тогда как согласно формуле (5.17) равновесный заряд его в атмосфере близок к 10е. В результате под действием тока ионов будет происходить разрядка кластера. Характерное время разрядки в реальной атмосфере со средней плотностью заряженных частиц (300 см-3), согласно формуле (5.14), составит 20 мин. Следовательно, электрические процессы в атмосфере необходимо рассматривать в пределах этих времен.
Образование кластера сопровождается перетеканием заряда на его поверхность, что создает устойчивость кластера. Выясним, каким образом заряд распределен на концах кластера. Используем модель, считая, что его концы - это нити радиуса, совпадающего с радиусом частиц, из которых составлен кластер. Определим характерную длину конца нити I, на которой сосредоточен заряд. Оценку этой величины можно получить из условия, что электрическая энергия взаимодействия зарядов, находящихся на конце данной нити, должна быть того же порядка, что и энергия взаимодействия этих зарядов с электрическим полем кластера. Отсюда для искомой величины I получим
(5.21)
здесь /?0 - радиус кластера, п - число нитей у поверхности. На основе формулы (5.21) получаем
(5.22)
где г0 - радиус ассоциирующих частиц, р - массовая плотность материала кластера, рср - средняя массовая плотность кластера, т. е. отношение массы кластера к объему, который он занимает. Поскольку р > рср, то получаем /"г0; в частности, для используемых ранее параметров кластера (т = 3 г, Rti = 14 см, р = 2 г-см-3) имеем Ilr0 * 100.
Предыдущая << 1 .. 31 32 33 34 35 36 < 37 > 38 39 40 41 42 43 .. 72 >> Следующая