Уравнения состояния и вязкость неидеальной плазмы сложного состава

• Автор: Олейникова, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава I. Обзор литературы

§ 1.1. Модели уравнения состояния неидеальной плазмы

§ 1.2. Основные методы исследований коэффициента

вязкости плотных газов и неидеальной плазмы

§ 1.3. Постановка задачи

Глава II Химические модели атомарной плазмы

Роль кулоновского взаимодействия

§ 2.1. Бесконечно-компонентная химическая модель

атомарной неидеальной плазмы
§ 2.2, Вид поправок на взаимодействие в бесконечнокомпонентной модели атомарной неидеальной плазмы ..'
§ 2.3. Вывод химической модели атомарной плазмы
из точных асимптотических разложении по степеням
активности в большом каноническом ансамбле
§ 2А Обсуждениё результатов
Глада III Ширикодиапазонная химическая модель неидеальной
многокомпонентной плазмы
§ 3.1. Термодинамические функции и уравнения
ионизационного и диссоциативного равновесия
в многокомпонентной химически реагирующей плазме
§ 3.2. Экстраполяционные свойства широкодиапазонной
химической модели
§ 3.3. Основные результаты расчета термодинамических
функций и состава химически активной плазмыг.г
Глава IV Модель уравнения состояния термической пылевой плазмы
§ 4.1. Дальнодействующий потенциал взаимодействия -
между пылевыми частицами
§ 4.2. Потенциал взаимодействия двух пылевых частиц
§ 4.3. Оценка параметров уравнения состояния
Глава V Расчет коэффициента вязкости неидеальной многокомпонентной
плазмы методом кинетического уравнения
§ 5.1. Расчет интегралов столкновений
§ 5.2. Коэффициент вязкости многокомпонентных газовых
смесей и частично ионизованной плазмы
§ 5.3. Численный расчет коэффициента вязкости.
Обсуждение полученных результатов
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Для моделирования работы различных установок и устройств содержащих плотный газ или плазму в качестве рабочего тела, необходимо знание термодинамических функций, уравнения состояния, состава и коэффициентов переноса в широком диапазоне изменения внешних условий [1].
Хорошо известно, что уравнение состояния (УРС) - фундаментальная характеристика вещества, связывающая температуру, давление, объем и число молей газа в состоянии равновесия. Эта связь может выражаться не только в форме уравнения, но также графически или в виде таблиц.
На основе различных методов построения УРС в настоящее время разработано большое число моделей описывающих поведение вещества в широкой области фазовой диаграммы, но поиски надежных и строгих с точки зрения теоретического описания моделей продолжаются. Это связано не только с недостатками существующих УРС, но и с тем, что с разработкой плазменных систем постЬянно расширяется как диапазон изменения основных параметров плазмы, так и номенклатура плазмообразующих веществ и смесей, при этом особенно актуальной становится проблема создания банков данных по термодинамическим, оптическим и транспортным свойствам плазмы различных веществ и соединений широкого химического и ионизационного состава.
Цель работы
Построение моделей уравнения состояния и методик расчетов термодинамических функций, состава и коэффициентов переноса неидеальной низкотемпературной'плазмы сложного состава. Проведение самосогласованного “расчета равновесных и кинетических -„евоцсхв плазмы с использованием елиньЕ£-.потенциалов взаимодействия гмежду_
частицами при расчете поправок на неидеальность в термодинамике и при расчете вязкости.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие основные задачи:---—.. ■ ';
■ развить бесконечно-компонентную химическую модель атомарной плазмы с учетом высоковозбужденных состояний атома, согласующуюся с точными асимптотическими разложениями; установить вид и структуру кулоновских поправок к термодинамическим функциям;

Подставим в (2.2.14) соотношение ]для разницы статистической суммы атома в ПБС и статистической суммы Планка-Ларкина

пе+п,)Хе
Подробный вывод этого соотношения представлен в § 2.3.
Выражение (2.2.14) перепишется в виде

Функция /] (Т-1) в линейном приближении по параметру /"имеет вид:
Л[гЬж^г-аг.
Подставляя (2.2.17) в (2.2.16) получим
. , з «б
о = 1—а =

Т7 = -ТУ{ пр 1п-е— + п:1п—Ь + п,

Е^пе+п, + па)-Т
(пед2г1дТ | П:д2,1дТ ( пад£а1дТ
Г, + г, +
^ = 4«О + («е + «гХ1 + пауо) - («,• Г- ~а
Н = П'1фе + Ч+па}-_
е-с>ге/с>т щд-Ыдт падха!дт Л У..,
+ па +(^:+п,.Х1+п„У0)-(пе+й,.)^Г (1-^|

пе п!^ега
П„ = :--------------Гехр
-Л1 --а
(2.2.15)
(2.2.16)
(2.2.17)
(2.2.18) (2.2.19)
. (2.2.20)
"Л' (2.2.21)'
¥ . .. , (2.2.22)
(1.223)
Полученные соотношения показывают, что в уравнении состояния и ионизационного равновесия присутствуют поправки разной природы. Первая, традиционная, связана с