Экспериментальная магнитная гидродинамика

Д.т.н., профессор Лебедев Е.Ф.

СОДЕРЖАНИЕ 

1. Задачи современного магнитогидродинамического эксперимента

Классификация МГД установок. Физические процессы, исследуемые в магнитной гидродинамике.Диапазоны измеряемых магнитогидродинамических величин. Примеры постановки исследований в прикладной магнитной гидродинамике. Проблемы согласования расчетных и экспериментальных данных.

2. Основные требования к экспериментальному оборудованию

Типичные блок-схемы измерительных устройств. Влияние согласования элементов измерительных устройств на искажение сигналов и точность измерений. Эквивалентные схемы основных элементов блок-схем. Переходные и частотные характеристики. Основные правила согласования в измерительных устройствах и характерные искажения сигналов при рассогласовании. Элементы импульсной техники

3. Методы фотографической регистрации плазменных потоков

Методы фоторегистрации и покадровой съемки. Сверхскоростная фоторегистрация. Синхронизация СФР-съемки с сигналами электронной регистрирующей аппаратуры. Быстродействующие механические и взрывные затворы. Некоторые специальные системы, расширяющие возможности механических оптических камер.

Электронно-оптические системы. Преимущества и особенности ЭОП. Однокадровые и многокадровые ЭОП. Применение ЭОП для регистрации контуров спектральных линий. Промышленные приборы.

4. Измерение давлений в движущейся плазме

Мембранные датчики. Пьезодатчики, особенности включения в схему измерений и тарировка. Измерение скорости пьезодатчиками и ионизационными зондами. Пьезодатчик, экранированный  от переменных магнитных полей. Пьезодатчик, гальванически изолированный от плазмы..

5. Методы измерений плотности плазменных потоков. Визуализация слабосветящихся образований.

Теневой метод. Шлирен-метод Теплера. Источники подсветки. Трассирование плазменных потоков электронным пучком и б -частицами. Измерение плотности плазмы по поглощению рентгеновских лучей. Оптическая интерферометрия плазмы. Метод двух длин волн для измерения n_e  и  с.

6. Измерение электропроводности движущейся плазмы

Электродный метод. Метод измерения электропроводности по изменению добротности L-C - контура.  Метод вытеснения стационарного магнитного поля. Методические и инструментальные погрешности измерений.

7. Тепловые потоки на стенки МГД-каналов

Применение термоанемометра.  Болометрические датчики. Термопарные быстродействующие датчики. Калориметрические измерители полной энтальпии плазмы. Обработка результатов измерений тепловых потоков.

8. Электродинамика индуцированных полей

Некоторые особенности измерений и обработки при измерениях с целью оценки энергетических характеристик МГД-процессов. Измерения стационарных и индуцированных магнитных полей. Измерение плотности тока в плазме поясами Роговского. Измерение мощных токов в разрядных цепях. Измерение напряженности электрического поля в плазме и импульсных напряжений.

9. Способы получения мощных плазменных потоков.

Ударные трубы. Основные закономерности процессов. Диафрагменные и электроразрядные ударные трубы. Подогревные ударные трубы. Ударные трубы с применением взрывчатых веществ. Двухступенчатые ударные трубы. Основные результаты плазмофизических и МГД-исследований, полученные на ударных трубах. Плазмотроны.

10. Приборное оборудование современных экспериментальных установок

Схемы формирования мощных импульсов тока и напряжения для питания генераторов плазмы. Синхронизация и управление установками. Элементы автоматизации с помощью ЭВМ. Типы основных электронных приборов и их характеристики. Некоторые специальные магнитогидродинамические и плазмофизические устройства, использующие экстремальные электрические токи и напряжения. Получение мегагаусных магнитных полей.

11. Методы устранения электромагнитных и акустических помех при проведении экспериментов

Характерные значения измеряемых сигналов и токов в основных цепях установок. Влияние пульсации цепей питания приборов. Наводки от радио и видеочастотных сигналов. Наводки от “вынесенного” потенциала. Организация измерений с изоляцией датчиков относительно плазмы с высоким потенциалом. Характерные особенности измерений в замагниченной плазме. Наводки, распространяемые по цепям заземления. Сводка основных правил при измерениях в условиях помех. Высокочастотные и оптронные развязки.

12. Коллоквиум по основам электроники

Основные сведения по электронике, необходимые экспериментатору. Частотные и переходные характеристики L -R,  R - C и  L - C цепей. Широкополосные усилители сигналов. Схемы формирования импульсных сигналов различной формы. Устройство и работа импульсного осциллографа. Схемы синхронизации и задержки импульсов. Применение аналого-цифровых преобразователей и ЭВМ для регистрации и обработки сигналов. Практическая демонстрация диагностических устройств, рассмотренных на лекциях.

ЛИТЕРАТУРА