Электронов диффузия в ударном

Электронов диффузия в ударном фронте 493 [c.552]

В ряде работ высказывались различные предположения о механизме начальной ионизации, в частности предположение о том, что играет роль диффузия электронов, проникновение их из области с большой степенью ионизации в зону, где ионизация мала, и даже в газ перед фронтом ударной волны. (Изучению диффузии электронов в ударной волне посвящены работы [39, 76, 77].) [c.396]

Если ударная волна распространяется в плазме, то следует учитывать высокую теплопроводность электронной компоненты благодаря различию масс электронов и ионов. Это обстоятельство определяет структуру ударной волны в плазме. Электронная температура не испытывает скачка на фронте ударной волны. За счет диффузии электронов образуется двойной электрический слой. [c.49]

Характерным представителем многокомпонентной природной среды служит верхняя атмосфера планеты, отличительной особенностью которой является непосредственное воздействие радиационных факторов при одновременных разнообразных химических превращениях в сочетании с процессами тепло- и массопереноса. Под воздействием интенсивного солнечного электромагнитного излучения происходят разнообразные фотохимические процессы - фотоионизация, фотодиссоциация, возбуждение внутренних степеней свободы (в том числе возбуждение электронных уровней) атомов и молекул. Эти процессы сопровождаются обратными реакциями ассоциации атомов в молекулы, рекомбинации ионов, спонтанного излучения фотонов и ударной дезактивации. Свойства газа формируются в гравитационном и электромагнитном полях при этом важную роль играют процессы молекулярной и турбулентной диффузии и теплопередачи (в том числе и излучением) при различной степени эффективности коэффициентов молекулярного и турбулентного обмена на разных высотных уровнях. Возникающие температурные, концентрационные и барические градиенты приводят к развитию разномасштабных гидродинамических движений, характер которых до основания термосферы сохраняется турбулентным. Определенное воздействие на состав, динамику и энергетику верхней атмосферы оказывает также солнечное корпускулярное излучение и некоторые дополнительные источники энергии (такие как приливные колебания, вязкая диссипация энергии магнитогидродинамических и внутренних гравитационных волн и др.). [c.68]

Равновесная температура за ударной волной при скоростях входа, до 11 км сек достигает порядка 10 000—15 000° К, а давление торможения может меняться от величин порядка миллионных долей до сотен атмосфер. В этих условиях, как уже указывалось в предыдущих параграфах обзора,, приходится иметь дело с явлениями возбуждения колебательных степеней свободы (М i= 5—7), диссоциацией (М 7 —25), ионизацией (М 12) и излучением в газе. Процессы возбуждения внутренних степеней свободы,, как правило, не вносят существенного вклада в коэффициенты давления, сопротивления и теплопередачи (менее 5—10%). Процессы диссоциации и ионизации за счет повышенной подвижности атомов к поверхности тела (в полтора раза выше, чем молекулы воздуха) и электронов (примерно в два с половиной раза выше, с учетом эффекта амбиполярной диффузии, чем молекулы воздуха) заметно увеличивают (до 20% при диссоциации и до 30—40% при ионизации) конвективный поток тепла. [c.552]

Существование диффузионного тока внутри фронта ударной волны очевидно из рассмотрения фиг. 13.6—13.11. Большие температурные и концентрационные градиенты, а также большие градиенты давления и, кроме того, значительное отличие массы электронов от массы ионов создают силы, которые вызывают относительную диффузию электронов по направлению к фронту ударной волны. Скорость диффузии можно рассчитать, используя второе приближение для функции распределения / = /о + Л вместо равновесной функции распределения Максвелла /о. При этом в макроскопические уравнения движения необходимо добавить диссипативные члены. Например, уравнение неразрывности для электронов тогда будет [c.489]

Влияние, которое может оказать на структуру фронта ударной волны неравенство температур Ге < Г, можно определить путем присоединения уравнения (13.58) к системе уравнений, которые необходимо проинтегрировать по фронту ударной волны. Окончательные расчеты для вышеприведенного случая 11 = 6-10 см сек показаны пунктирной кривой на фиг. 13.12. Оказалось, что электроны диффундируют по направлению к фронту скачка уплотнения при наличии тормозящей силы кулоновского притяжения, вызываемой меньшей подвижностью ионов. Диффузия продолжается до тех пор, пока диффузионные силы полностью не уравновесятся кулоновскими силами после этого плотность тока / становится равной нулю ). [c.492]

В некоторых случаях необходимо знание не только скорости рекомбинации, но и дальнейшей судьбы выделяющейся при рекомбинации потенциальной энергии. Как следует из сказанного выше, часть этой энергии передается электронному газу при ударной дезактивации возбужденных атомов, образующихся при рекомбинации, и, следовательно, превращается в тепло. Другая часть высвечивается в результате спонтанных радиационных переходов и в случае, если газ прозрачен для излучения, по существу, теряется газом. Если же газ не вполне прозрачен, эта часть энергии участвует в дальнейших, весьма сложных превращениях, связанных с поглощением и излучением света (в частности, с диффузией резонансного излучения), и, в конечном счете, вследствие ударной дезактивации атомов частично также переходит в тепло, а частично уходит за пределы газового объема в виде излучения. Вопрос о скорости дезактивации высоковозбужденных атомов, образующихся при рекомбинации, и о превращениях потенциальной энергии рассматривался в работе [c.351]

В предыдущем параграфе предполагалось, что электроны и ионы жестко связаны друг с другом электрическими силами, и плазма в каждой точке ударной волны электронейтральна плотность электронов меняется от точки к точке в точности пропорционально плотности ионов. Б действительности, это положение выполняется не вполне строго. Благодаря существованию больших градиентов электронной плотности в скачке уплотнения и высокой подвижности электронов, связанной с исключительной малостью их массы, создаются благоприятные условия для диффузии электронного газа относительно ионного, изменения концентрации электронов и возникновения объемных зарядов. [c.404]

Эффекты диффузии при распространении ударной волны в бинарной смеси газов рассматривались в 5. Однако диффузия в плазме существенным образом отличается от диффузии в смеси нейтральных газов. Дело в том, что малейшее изменение относительной концентрации электронов и ионов, которое приводит к образованию объемных зарядов, поляризации плазмы, сопровождается возникновением мощного электрического поля. Поле препятствует дальнейшей поляризации и сдерживает диффузионный ток электронов. [c.404]

В работе [45] рассматривалась структура фронта слабой ударной волны в плазме с учетом только диффузии электронов, сдерживаемой электрическими силами, но без учета вязкости и теплопроводности, подобно тому как это делал Каулинг [22] для смеси электрически нейтральных газов (см. 5) ). Как и там, диффузия обеспечивает размазывание ударного разрыва не слишком большой интенсивности. Благодаря сдерживающей роли электрического поля ширина переходного слоя получается меньшей, чем в смеси нейтральных газов. [c.406]

Рис, 7.21. Распределения массовой плотности, плотности объемного заряда, напряженности электрического поля и электростатического потенциала во фронте ударной волны, распространяющейся по плазме, при учете диффузии электронов. [c.406]

Исследование прохождения микроволн привело к неожиданному результату полная отсечка сигнала (т. е. полное отражение) наблюдалась даже при режимах, когда расчетное равновесное значение концентраций за прямым скачком оказывалось значительно ниже величины, которая могла бы привести к отсечке. Сравнение с теоретическими величинами проводилось следующим образом. По таблицам [6, 7] рассчитывалось состояние воздуха за ударной волной данной скорости. Например, для точки, где стоит 8-миллиметровая линия, при р = 6,7 мм рт. ст. Мз =8,2 (вычислено по измеренной скорости) и Пг =5,1 10 °. Экспериментально же наблюдается отсечка, что соответствует критической концентрации 1,77- 10 1/сж . Аналогичное расхождение наблюдается и на 3-сантиметровой линии. При теоретическом значении концентрации 3-10 1/см (р = 6,3 мм рт. ст. =7,3) критическая концентрация, соответствующая наблюдавшейся отсечке, равна 1,23 10 2 /см . Таким образом, в обеих точках экспериментальные концентрации электронов оказываются намного выше равновесных теоретических. Возможным объяснением этого может явиться учет диффузии горячих электронов из плазменного поршня , сопровождающего ударную волну. Диффузия электронов в обычной ударной трубе наблюдалась экспериментально [8]. Была сделана также попытка ее теоретического объяснения [9]. Наличие за ударной волной плазмы, выброшенной из разрядной камеры и сильно ионизованной при разряде, должно увеличивать концентрацию во всей области за фронтом и, возможно, перед ним. Учет этого процесса поможет, вероятно, понять, многие закономерности, наблюдающиеся в МГДУТ. [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...