Об особенностях работы составного высокотемпературного коллектора…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 7
2016
1
УДК 621.36+537.58 DOI 10.18698/2308-6033-2016-07-1514
Об особенностях работы
составного высокотемпературного коллектора
в термоэмиссионном преобразователе
при пониженном давлении паров цезия
© М.С. Яшин, В.В. Онуфриев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрена математическая модель высокотемпературного термоэмиссионно-
го преобразователя с составным коллектором, работающим при пониженном
давлении паров цезия, и численно решена система дифференциальных уравнений,
описывающих состояние плазмы в межэлектродном зазоре преобразователя. На
основании полученных теоретических результатов осуществлена попытка сде-
лать качественные предположения о процессах, происходящих в термоэмиссион-
ном преобразователе с составным коллектором.
Ключевые слова:
термоэмиссионный преобразователь, составной коллектор, поле
пятен, прямое преобразование, плазма.
Введение.
В условиях, когда не требуется длительный ресурс ра-
боты термоэмиссионного преобразователя (ТЭП), целесообразным
становится применение высокотемпературных режимов работы
(
2500...3000 K,
em
T
1200...1500 K)
k
T
при пониженном давлении
паров цезия. Представленные в [1] исследования работы ТЭП показа-
ли, что с увеличением температуры эмиттера
em
T
непрерывно увели-
чивается максимально достижимая выходная мощность. Однако для
оценки теплового состояния энергетического модуля и его массовых
характеристик интерес представляют и режимы работы ТЭП с высо-
кой температурой коллектора .
k
T
В таких условиях уменьшение сте-
пени покрытия цезием поверхности коллектора существенно влияет
на работу выхода коллектора и вызывает значительное изменение
параметров плазмы в приколлекторной области.
При отыскании путей повышения эффективности ТЭП важно ис-
следовать влияние неравномерности распределения работы выхода
по поверхности коллектора на распределение параметров плазмы
в преобразователе. На поверхности составного коллектора образуется
так называемое поле пятен. В условиях плазмы комбинация потенци-
ального поля в межэлектродном зазоре и «поля пятен» на поверхно-
сти коллектора ТЭП может приводить к разделению функций работы
электрода между областями с различной работой выхода.
Модель ТЭП с составным коллектором.
Расчет состояния плаз-
мы ТЭП сводится к нахождению распределения по зазору следующих