Исследование влияния эмиссионных свойств катода на режим привязки электрической дуги

Abstract

Показано, что изменение режима привязки электрической дуги к поверхности полого термокатода от диффузного к контрагированному может быть вызвано ухудшением эмиссионных свойств эмиттера под воздействием кислородсодержащих газов. Экспериментальные исследования высокоэмиссионных материалов на основе Ba Sc+W показали их крайнюю чувствительность как к температуре катода, так и к составу атмосферы. Разработана численная модель процесса горения электрической дуги с учетом эмиссионных характеристик материала катода. Предложен новый критерий оценки ресурса работы катодного узла. Сопоставление полученного результата с существующими данными показывает хорошую корреляцию результатов численного исследования с экспериментом.

Показано, що зміна режиму прив'язки електричної дуги до поверхні порожнистого термокатода від дифузної до контрагованої може бути викликано погіршенням емісійних властивостей емітера під впливом кисневмісних газів. Експериментальні дослідження високоемісійних матеріалів на основі Ba Sc + W показали їх крайню чутливість як до температури катода, так і до складу атмосфери. Розроблено математичну модель процесу горіння електричної дуги з урахуванням емісійних характеристик матеріалу катода. Запропоновано новий критерій оцінювання ресурсу роботи катодного вузла. Зіставлення отриманого результату з існуючими даними показує хорошу кореляцію результатів чисельного дослідження з експериментом.

It is shown that the change of the electric arc attachment mode to the surface of a hollow thermionic cathode from diffuse to contracted mode can be caused by a deterioration of the emission properties of the emitter under the influence of oxygencontaining gases. Experimental studies of high-emission materials based on Ba Sc + W showed their extreme sensitivity, both to the temperature of the cathode and to the composition of the atmosphere. A numerical model of the electric arc burning process is developed taking into account the emission characteristics of the cathode material. A new criterion for estimating the life time of a cathode node is proposed. Comparison of the obtained results with the existing data shows a good correlation of the numerical study with the experiment