Расчетно-теоретическое исследование влияния неравновесной колебательной кинетики на устойчивость разряда и плазмохимические процессы в молекулярных газах

• Автор: Баиадзе, Коба Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Тбилиси
• Количество страниц: 174 c. : ил

Глава I. Нагрев возбужденного в электрическом разряде азота и особенности релаксации колебательной энергии в бинарной смеси изотопических модификаций молекул азота
§ І.І.Колебательная и зарядовая кинетика молекулярного
азота в разряде
§ 1.2.Нагрев молекулярного азота в условиях квазистационарного разряда
§ 1.3.Нагрев молекулярного азота в условиях импульсного разряда
§ 1.4.Релаксация колебательной энергии в смеси изотопических модификаций молекулярного азота
Глава II. Исследование устойчивости несамостоятельного разряда и плазмохимических процессов в азотно-кислородной плазме
§ 2.1.Элементарные процессы в азотно-кислородной плазме.
Расчетная модель
§ 2.2.Влияние колебательной неравновесности и нагрева газа на ионно-молекулярный состав азотной плазмы несамостоятельного разряда с малой примесью кислорода
§ 2.3.Механизмы неустойчивости несамостоятельного разряда в азоте

Глава III. Разделение изотопов азота в тлеющем разряде
§ 3.1.Плазмохимический способ селективного окисления
азота
§ 3.2.Влияние малой примеси кислорода на синтез окиси
азота в схеме со смешением компонентов
§ 3.3.Исследование взаимодействия колебательно-возбужденного в тлеющем разряде азота с N0 » N0-, и N^0
Заключение
- Приложение I
- Приложение
Литература

Актуальность темы диссертации. Исследование процессов в газах с неравновесным запасом колебательной энергии актуально в связи с разработкой молекулярных лазеров ИК диапазона, проблемами плазмохимии, разделения изотопов, газодинамики, физики и химии атмосферы, газовых разрядов и т.д.
Один из широко распространенных способов создания колебательной неравновесности связан с электрическими разрядами в молекулярных газах. Значительный интерес цредставляет анализ процессов,протекающих в электрическом разряде в молекулярном азоте. Это обусловлено задачами окисления азота в разряде [I - б] , разделения изотопов азота в термодинамически неравновесных условиях [? - 9] , понимания и моделирования процессов в верхних слоях атмосферы [ 10, II] , а также тем, что азот является одним из компонентов активной среды СОг, - и СО - лазеров [12, 13[]
Состояние вопроса. В последние годы в литературе опубликованы результаты ряда работ по исследованию нагрева азота в электрическом разряде [14 - 16 ] , синтеза окислов азота в разряде [I -5], в том числе изотопически селективного [7 - 9] , развития неустойчивости несамостоятельного разряда в азоте [17 - 22] , включая разряды на распадной фазе [23] , по изучению влияния примеси кислорода на характеристики несамостоятельного разряда в азоте [24] и т.д.
Вместе с тем оетался недостаточно исследованным целый ряд задач, решение которых представляется существенным как для понимания механизмов явлений, так и для создания установок, в которых используется электрический разряд в смесях, содержащих молекулярный азот.
Цель работы заключалась в разработке расчетных моделей элекэнергии в поступательные степени свободы. Справедливость этих выводов подтверждают проведенные позднее в работах [бб, 97] экспериментальные исследования по нагреву молекулярного азота в импульсном разряде. Полученные результаты по нагреву азота как в квази-стационарном, так и в импульсном разряде находятся в удовлетворительном согласии с экспериментальными.
§ 1.4. Релаксация колебательной энергии в смеси
изотопических модификаций молекулярного азота
Электрический разряд в молекулярном азоте является источником химически активных частиц £33, 98] . Эти частицы (колебательно- и электронно возбужденные молекулы и атомы азота) способны стимулировать химические превращения £10, 33] . Изотопный состав и концентрации химически активных частиц определяют выход и изотопный состав синтезируемых соединений. Вследствие этого необходимо исследовать влияние параметров разряда на концентрацию и изотопный состав химически активных частиц азота. Для этого требуется анализ процессов зарядовой и колебательной кинетики в двухкомпонентной смеси изотопических модификаций молекулярного азота 1ч[]14 /V и,ч|ГМ с природным изотопным составом компонент (концентрацией молекул ;вг1М 15 N из-за малости их содержания можно пренебречь
15 15- / |ч 14 р
N / N 1,3-10' п.
Одним из важных параметров, характеризующих изотопные эффекты в колебательно-неравновесном газе, является селективность для химически активных колебательно-возбужденных частиц (условно химически активными считаются молекулы, находящиеся на колебательных уровнях с номерами с > ^ = 14), которая определяется выражением