Электронная температура во фронте

Другим важным различием между аргоном и воздухом является влияние эффективной электронной температуры. Из предыдущих параграфов мы видели, что электронная температура во фронте ударной волны может быть значительно ниже эффективной температуры плазмы и что это различие в температурах должно изменять толщину фронта ударной волны. Однако в случае воздуха электроны быстро приходят в равновесие с молекулами (и атомами) вследствие большой величины эффективных сечений процессов возбуждения колебательных степеней свободы молекулярного азота. Для большинства условий, представляющих интерес при гиперзвуковом полете, молекулы N2 из-за своего высокого потенциала диссоциации (9,7 эв по сравнению с 5,1 эв для Оз) будут оставаться в молекулярной форме. [c.496]

Электронная температура во фронте ударной волны 456, 457, 483 [c.552]

Рис. 7.19. Профили ионной и электронной (пунктир) температур во фронте ударной волны, распространяющейся по холодной плазме.

Рис. 7, Распределения ионной (сплошная линия) и электронной Г (штриховая линия) температур и плотности газа р во фронте ударной волны, распространяющейся по плазме.

Для количественного описания фронта сильной ударной волны в аргоне необходимо ввести определенные упрощающие предположения. Первое такое предположение, хотя ранее уже и упоминавшееся несколько раз, достаточно важно, чтобы его повторить. Истинной термодинамической температуры внутри фронта ударной волны не существует из-за существенно неравновесных условий во. фронте. Тем не менее вследствие высокой плотности и высокого давления обычно быстро устанавливается максвелловское распределение по скоростям. Поэтому примем, что распределение скоростей нейтральных атомов, ионов и электронов в каждой точке ударной волны достаточно близко к максвелловскому, так что можно ввести локальную температуру, характеризующую это распределение. Как указывалось в гл. 10, такое предположение называется предположением о локальном или статистическом термодинамическом равновесии. Ниже будет рассмотрено некоторое ослабление этого предположения для случая электронов. [c.472]

При вычислении электронной температуры с помощью выражения для < необходимо учесть изменение свойств плазмы во фронте ударной волны. При этом со будет представлять собой член типа [c.483]

Ранее отмечалось, что электронная температура ниже температуры плазмы, по крайней мере в области фронта ударной волны, где электрон-электронные столкновения начинают играть важную роль в установлении равновесия во фронте ударной волны. В результате происходит задержка момента, когда реакции (13.43) и (13.49) начинают производить электроны с равными скоростями. Точка, где эти скорости образования электронов становятся равными, называется начальной точкой, соответствующей началу ионизации . Так как коэффициент Рз в (13.49) большой, происхо- [c.484]

Аналогичные, но по форме более сложные уравнения можно выписать и для всех других случаев, когда имеются неравновесные диссоциация, химические реакции, ионизация или когда отличаются поступательные температуры электронного и атомного (ионного) газов. Все эти случаи были разобраны в предыдущей главе при рассмотрении структуры неравновесного слоя во фронте ударной волны. [c.426]

Задача таким образом, сводится к подбору двух волн, идущих от плоскости А (рис. 17) в разные стороны и удовлетворяющих восьми уравнениям. Это могут быть как уравнения для двух ударных волн или волн разрежения, так и для одной ударной волны и одной волны разрежения Во всех случаях к ним прибавляются два условия на границе ((8.15) и (8.16)), где возникает контактный (тангенциальный) разрыв. При равенстве на нем давления и скорости (нормальной составляющей скорости) газа плотность и температура, а также тангенциальная составляющая скорости могут по обе стороны разрыва быть различны. В общем случае, когда тангенциальные составляющие скорости не равны нулю и по обе стороны разрыва не одинаковы, тангенциальный разрыв неустойчив. Но при расчетах распада разрыва такая неустойчивость не принимается во внимание. Это допустимо и физически скорость фронта волны обычно велика по сравнению с тангенциальными скоростями на разрыве, масштаб длины, на которой размывается тангенциальный разрыв, поэтому мал по сравнению с расстоянием, на которое за равное время распространяются волны от плоскости произвольного разрыва. Задача о распаде произвольного разрыва обычно решается последовательными приближениями вручную или на электронной вычислительной машине. [c.405]

Фиг. 12.7. Схематическое представление электронной температуры Те и температуры ионов Г в зависимости от положения относительно фронта ударной волны, находягцего-ся при X = 0. Учтена роль электронной теплопроводности, но совсем пе принимался во внимание поток излучения. Втекающий газ предполагается ионизованным, но потерями энергии на ионизацию и диссоциацию пренебрегается. Отметим сходство со случаем очень сильной ударной волны (см. фиг. 12.5), а также изменение наклона кривой Те в точке X = 0.

На начальных участках фронта ударной волны преобладают межатомные столкновения и степень ионизации чрезвычайно мала. Образующиеся в этой области электроны чаще сталкиваются с атомами, чем с другими электронами, и функция распределения скоростей для электронов, вероятно, не будет максвелловской. При возрастании во фронте ударной волны степени ионизации электрон-электронные столкновения становятся все более и более вероятными. Когда степень ионизации достигает приблизительно 10" , число электрон-электронпых столкновений становится приблизительно равным числу столкновений электронов с атомами, а при более высоких степенях ионизации уже преобладают электрон-электронные столкновения. В последнем случае из-за интенсивного обмена энергией следует ожидать, что электроны приобретут максвелловское распределение скоростей с температурой Т - [c.492]

Следует подчеркнуть, что простой экспоненциальный закон нарастания электронной лавины с масштабом времени справедлив только при условии, что Те = onst. В реальных условиях электронная температура может сама зависеть от времени. Дело в том, что при кТд < / на ионизацию затрачивается очень большая доля тепловой энергии электронов грубо говоря, на рождение одного нового электрона тратится тепловая энергия 1/кТе электронов. Если нет источника, за счет которого восполнялись бы потери энергии электронного газа на ионизацию, электронная температура падает с течением времени, ехр (— I/kTg) резко уменьшается, развитие лавины затухает. Во фронте ударной волны потери энергии электронов восполняются за счет притока энергии от атомов (ионов) к электронам. Подробнее см. об этом 10 гл. VII. [c.330]

Насиров и Шаулов [31], исследуя кинетику горения смесей двуокиси азота с водородом, установили, что при разбавлении горючей смеси окисью азота с увеличением процента N0 в смеси скорость пламени уменьшается больше, чем при разбавлении смеси инертным разбавителем азотом. Прибавление к горючей смеси 25% N0 уменьшает скорость пламени примерно в 3 раза. Резкое снижение скорости пламени наблюдается для исследуемых смесей с избытком окислителя (а =1,0 до 2,5). Этот весьма интересный эффект автоингибирования во фронте пламени авторы объясняют тем, что ввиду неспаренной электронной структуры окись азота обладает высокой степенью активности в отношении свободных радикалов. Это свойство окиси азота и определяет ингибирование цепных реакций при средних температурах. [c.38]

Благодаря высокому давлению на фронте плазма в образовавшемся канале довольно плотная, а значит длина свободного пробега частиц невелика. Поскольку размеры канала малы, а следовательно, его электрическое сопротивление большое, то на э- ом этапе предполагается использование ГИ высокого напряжения. Вследствие большой плотности среды частота столкновений электрона с частицами велика, и через короткое время (около 0,1 мкс) температуры всех частш примерно выравниваются. В первом приближении через промежуток времени >0,1 мкс плазму можно считать изотермической с меняющимися во времени температурой, плотностью и давлением. Следовательно, неизотермическая стадия разряда длится менее 0,1 мкс, более продолжительные разряды представляют собой переходную стадию от искрового к дуговому и называются иногда искродуговыми, [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...