Формирование функции распределения возбужденных состояний атомов и молекул в неравновесном газе

• Автор: Шумова, Валерия Валерьевна
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с.

Содержание
Введение

Глава 1. Анализ существующих моделей неравновесных про- 9 цессов в ударно- нагретом газе § 1.1. Описание неравновесных процессов при ионизации и рекомбинации 9 атомарных газов.
§ 1.2. Описание активации-дезактивации и реакций многоатомных 15 молекул.
§ 1.3. Особенности кинетических процессов в многоатомных молекулах в 23 колебательно- неравновесных условиях.
Глава 2. Формирование заселенностей электронно- возбу- 28 жденных состояний Аг1 и Aril в процессах ионизации-рекомбинации.
§2.1. Изучение кинетики ионизации ударно-нагретого аргона
§ 2.2. Численное изучение рекомбинации ударно- ионизованного аргона в 36 сверхзвуковой струе.
§ 2,3. Численное изучение механизма формирования инверсной населенно- 40 сти на 4p-4s переходе Аг1 в сверхзвуковой струе.
§ 2.4. Механизмы формирования функции распределения электронно- воз- 49 бужденных состояний Аг1 и Aril в сверхзвуковой струе.
Выводы по Главе
Глава 3. Трансформация распределения заселенностей высо- 57 ковозбужденных состояний многоатомных молекул в высокотемпературных реакциях распада-рекомбинации.
§3.1. Кинетическая модель
§ 3.2. С-пособ решения основного кинетического уравнения
§ 3.3. Графический способ представления решения основного кинетмческо- 63 го уравнения.
§ 3.4. Приложение модели и обсуждение результатов (диссоциация С02)
§ 3.5. Описание термической диссоциации S02
§ 3.6. Приложение модели для определения средней порции энергии < ДЕ>. 84 Выводы по Главе
Глава 4. Диссоциация С02 в колебательно- неравновесных 87 условиях.
§4,1. Численное моделирование колебательной релаксации в смесях С02 - 87 N2 - Аг. Модель среднего запаса колебательных квантов.
§ 4.2. Результаты экспериментов и расчетов по четырехтемпературной 92 модели.
§ 4.3. Приложение "лестничной модели” к распаду С02 в колебательно- 97 неравновесных условиях.
§ 4.4. О перемешивании ВВС мод и2 и
§ 4.5. Калибровка "модовой лестничной" модели по равновесному распаду
со2.
§ 4.6. Описание неравновесного распада С02
Выводы по Главе
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Подавляющее большинство физико- химических процессов, происходящих в реальных условиях, носит неравновесный характер. Физическая кинетика газовых систем, находящихся вблизи состояния газодинамического и химического равновесия, представляет собой в настоящее время одну из наиболее полно разработанных областей знания. В противоположность этому, кинетика произвольно неравновесных систем нахсдится в стадии бурного развития.
Интенсивное развитие неравновесной химической кинетики, наблюдаемое в последние годы, проявляется в возросшем внимании к исследованиям колебательной кинетики и химических реакций многоатомных молекул, а также неравновесного излучения струй химически реагирующих и ионизованных газов. Это связано с существованием ряда фундаментальных задач в этой области знания, а также, с широким кругом их практических приложений.
Кинетические процессы диссоциации- рекомбинации, происходящие в ударнонагретых газах и потоках частично ионизованной плазмы, являются объектами интенсивных экспериментальных н численных исследований уже в течение нескольких десятилетий. Неравновесное протекание этих процессов неизбежно приводит к отклонению от равновесия в функциях распределения высоковозбужденных энергетических состояний частиц газа, что проявляется в возникновении неравновесного излучения электронно- возбужденных атомов и ионов.
Протекание экзо- и эндотермических химических реакций также, как правило, сопровождается искажением равновесного распределения высоковозбужденных состояний реагирующих частиц. Это существенным образом влияет на скорости химических превращений, особенно в реакциях с большой энергией активации. Одним из ярких примеров такого влияния является термическая диссоциация молекул за ударными волнами, происходящая одновременно с колебательной релаксацией распадающихся частиц. Это выражается в существенном отклонении от классической аррениусовской кинетики при протекании химических реакций и распада двух
М(4р)
А/(Н) П2/ЕХР(-16655/Т )/Н1 ОЯ Т1МЕ
I, [К
Рис,2.4, Расчетное изменение относительной заселенности 4р и 4я уровней Аг1,