Erweiterte Theorie des wandstabilisierten Quecksilberhochdruckbogens

Koch, O.

doi:10.1007/bf01327730

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“…Koch (42) and Satlow (58) discussed the manufacture, properties, and applications of glass fibers as textile raw materials. The properties depend on the manufacturing processes.…”

Section: Fiberglas Yarn Filamentsmentioning

confidence: 99%

Fibers

Grove¹,

Vodonik²,

Casey³

1951

Ind. Eng. Chem.

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“…Koch (42) and Satlow (58) discussed the manufacture, properties, and applications of glass fibers as textile raw materials. The properties depend on the manufacturing processes.…”

Section: Fiberglas Yarn Filamentsmentioning

confidence: 99%

Fibers

Grove¹,

Vodonik²,

Casey³

1951

Ind. Eng. Chem.

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Messung der Temperaturverteilung im Inneren eines wandstabilisierten Bogens mit Hilfe des radioaktiven Quecksilberisotopes203Hg

Ecker

1951

Z. Physik

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Ein neues Mel3verfahren zur Bestimmung der Temperaturverteilung im Inneren wandstabilisierter Hg-B6gen basiert auf der yon dem radioaktiven 2~ emittierten }'-Strahlung yon 0,29 MeV. Es zeichnet sich durch besondere Sieherheit der theoretischen Voraussetzungen aus und erlaubt bei elltsprechender Aktivierung Messungen, die auch feinere Bogeneigenschaften erfassen. Insbesondere bietet es eine einfache ~nV[6glichkeit zur Bestimmung der Bogeneigenschaften in Abh/ingigkeit yon der Hg-Menge/cm. In der vorliegenden Arbeit sind Gradient, Druck, Wandtemperatur und T'emperaturverteilung bei versehiedener tIg-3/Ienge/cm, Leistung und Ktihlung ffir Brenner fester Gasmenge nach dieser Methode bestimmt. Die Resultate sind in l~Tbereinstimmung mit experimentellen und theoretischen Erwartungen. Dies gilt insbesondere ffir die Einwirkung der ~Tandtemperatur. Einleitu~g.Die Eigenschaften einer Quecksilberhochdruckentladung sind entscheidend durch die Temperaturverh~iltnisse bestimmt. Dementsprechend liegt eine betr~chtliche Anzahl yon Untersuchungen vor, die sich theoretisch und experimentell um die Bestimmung der Temperaturverteilung bemfihen.Die theoretische Kl~irung nimmt ihren Ausgang von der Energie-bila~az der ELENBAAs-HELLERschen Differentialgleichung [l], E2], deren ursprfingliehe Form nur der klassischen W~irmeableitung Rechnung tr~gt. In mehreren Arbeiten wird die Gleichung dutch Berticksichtigung der ambipolaren Tr~igerdiffusion [3], [4], des Transportes der Anregungsenergie [4], [5], der Elektronenw~rmeleitung [6], der Strahlungsdiffusion [4], [7], der Thermodiffusion und des Eigenmagnetfeldes [8] ver-vollst~indigt. Die Integration konnte mit konstanter klassiseher W~irmeableitung [9] und unter Berticksichtigung der ambipolaren Diffusion [10], sowie ftir temperaturabh~ingige W~trmeleitung [11] nummerisch bzw. maschinell durchgefiihrt und ausfiihrlich diskutiert werden [12], [13], [14]. Die mannigfaltigen Messungen besehr~inken sich zum gr6Bten Teil auf die Bestimmung der Achsentemperatur. In ~ilteren Arbeiten wird mit Thermoelementen direkt im Inneren [18] und am Projektionsbild des Bogens ~16] oder mit Sonden gemessen [17], [18]. Diese Untersuchungen liefern, wie wir heute wissen, aus verschiedenen Grtinden nur Gt)NTER ECKt~R :

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Der Einflu� der Kontraktion auf den Temperatur- und Feldst�rkeverlauf vor der Kathode

Ecker

1952

Z. Physik

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~vVie WEIZEL, ROMPE und SCH6N gezeigt haben, h~,ngt der niedrige Kathodenfall des Lichfbogens mit der Einschnfirung der S~iule vor der Kathode zusammen, indem der Spannungsbedarf des Raumladungsgebietes mit wachsender Stromdichte bis zu einem gewissen Minimalwert absinkt. Der Obergang yore Entladungsquerschnitt der S~Lule auf denjenigen der schmalen Raumladungszone unmittelba~ vor tier IKathode erfolgt in einem ausgedehnten Bereich der Siiule, dem ,,Kontraktionsbereich", der bisher als W~irmeleitungsgebiet bezeichnet wurde. W~ihrend das Raumladungsgebiet theoretisch behandelt ist, liegen noch keine klaren Vorstelhmgen tiber den Kontraktionsbereich .vor. Wir untersuchen daher im folgenden dieses Gebiet, Es zeigt sich, daB unter den in der Arbeit vorausgesetzten Verhiiltnissen eine Gesamtkontraktion auf 1/200 des S~iulenquerschnittes erzielt wird und damit die Stromdichte auf etwa 3 5 000 Amp/cm ~ anwiichst. Die Temperatur steigt mit zunehmender Einschniirung vor der Kathode ant das Anderthalbfache tier Siiulentemperatur an, was eine erhebliche Verstiirkung der Leuchtdichte (Brennfleckbildung) zur Folge hat. Die mittlere Feldst~irke nimmt mit der Kontraktion ebenfalls zu, jedoch keineswegs proportional zur Stromdichte, da die erw~ihnte Temperafurerh6hung eine betr~ichfliche Verbesserung der Leitf~ihigkeit bewirkL So erreich% die Feldstiirke an der Grenze I(ontraktionsbereich---Raumladungszone gerade den 4 bis 5fachen Wert deg S~iulengradienten, w~ihrend die Stromdichte auf den 200fachen Betrag angewachsen ist. Der Gesamtspannungsbedarf der Kontraktion berechnet sich auf 4 bis 5 V. Die Ergebnisse der Rechnung sind in beiriedigender 13bereinstimmung mit den experimentellen Kenntnissen.

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Erweiterte Theorie des wandstabilisierten Quecksilberhochdruckbogens

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