پایداری عملکرد، بازده پینچ و فاکتور سرعت در دستگاه پلاسمای مینیاتوری سه ژول با هندسه های مختلف الکترودها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

با توجه به اهمیت پایداری عملکرد دستگاه های پلاسمای کانونی مینیاتوری در تولید پینچ قوی و تکرار پذیر، در این مقاله ضمن تشکیل ستون پینچ در یک دستگاه پلاسمای کانونی سه ژول، پایداری عملکرد آن در دو حالت تک شات و تخلیه‌ی تکراری در فرکانس های Hz5/0 و Hz5 نشان داده شد. عوامل ایجاد نقص در تخلیه‌ی الکتریکی و راه‌کارهای جلوگیری از آن ارائه شدند. بازده دستگاه و قدرت پینچ برای چهار هندسه‌ی مختلف الکترود با استفاده از نتایج تجربی و نظری در فشارهای گاز آرگون 8/0، 1/1، 3/1، و 5/1 تور و ولتاژهای شارژ 3/8، 5/8، 7/8، 9/8، 1/9، و 3/9 کیلو ولت محاسبه شدند. هندسه آند مخروطی ضمن وسیع نمودن محدوده‌ی فشار گاز کاری از torr5/1-6/0، بیشترین دامنه‌ی پیک تیز ولتاژ را تولید کرد. فاکتور سرعت و حساسیت پینچ برای الکترود بهینه تحت شرایط کاری فوق محاسبه شدند. بهترین شرایط فشرده سازی ستون پلاسما در این دستگاه در فشار و ولتاژ کاری بهینه به ترتیب mbar8/0±88/0 و kV5/8-3/8 بوده است و در صورت ملاک بودن عملکرد پایدار دستگاه برای تولید پینچ های قوی و تکرار پذیر، محدوده ولتاژ کاری kV7/8-5/8 و فشار گاز mbar1/1-6/0 می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Operation Stability, Pinching Efficiency and Speed Factor in 3-joule Miniature Plasma Pinch Generator, for Different Electrodes Geometry

نویسندگان [English]

  • Morteza Habibi
  • Hossein Jafari
چکیده [English]

Regarding the importance of stability in miniature pinch plasma generator in the repetitive and strong plasma pinch, the stable operation of a 3J miniature plasma focus device in two single-shot and repetitive discharge modes (at 0.5Hz and 5Hz discharge frequencies) and the factors in creation of switch misfire were demonstrated. Then, the device efficiency and strength of the plasma pinch for four different coaxial electrode configurations have been studied, scanning an argon gas pressure range from 0.6 to 1.5 mbar via charging voltage variation study from 8.3 to 9.3 kV. It was observed that the strength and efficient pinching is appropriately produced for the tapered anode configuration over an expanded operating pressure range of 0.6 to 1.5 mbar. The best plasma compression at the pinch phase was associated with 0.88±0.8 mbar argon gas pressure and 8.3-8.5 kV charging voltage, respectively. It was observed that the stable operation of the device was for charging voltage range of 8.3 to 8.7 kV in operating pressure range from 0.6 to 1.1 mbar

کلیدواژه‌ها [English]

  • Miniature Pinch Plasma Generator
  • Voltage Spike
  • Pinching Efficiency
  • Sensitivity Analysis