Теоретическое исследование процессов в дуговых термоэмиссионных преобразователях с многополосными электродами

Предложены математическая модель и алгоритм численного расчета, позволяющие при умеренных затратах машинного времени рассчитать распределения параметров плазмы и вольт-амперные характеристики термоэмиссионного преобразователя с макрополостными электродами. Впервые получены зависимости мощности, генерируемой таким преобразователем, от геометрических размеров полостей, параметров режима, эмиссионных свойств электродного материала, ширины межэлектродного зазора. Сравнение с характеристиками ТЭП, имеющего гладкий катод из монокристаллического вольфрама с вакуумной работой выхода 5.0 эВ, показало, что в достаточно широком диапазоне температур (1700$-$2300 K) мощность, генерируемая преобразователем с макрополостным катодом, выше примерно на 10$-$25% в зависимости от степени пористости катодной поверхности. При ухудшении эмиссионных свойств катодного материала использование макрополостного развития поверхности катода приводит к более существенному увеличению мощности термоэмиссионного преобразователя. Результаты подтвердили полученные ранее теоретические и экспериментальные данные, согласно которым мощность ТЭП с макрополостным анодом, имеющим степень пористости поверхности $\text{П}_{a}=0.5$, превышает на 35$-$45% мощность преобразователя с гладким анодом.