Диссертация (1097947), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

Вероятности радиационных переходов даны в 1/с; коэффициенты скоростей двухчастичныхпроцессов даны в см3/с; коэффициенты скоростей трехчастичных процессов даны в см 6/с; коэффициентыпредиссоциации даны в 1/с. K di Tg  обозначает коэффициент скорости диссоциации за счёт чисто колебательногомеханизма при столкновениях молекул с молекулами с VV – обменом (если i=VV) и VT - релаксацией (если i=VTm)и с атомом посредством процесса VT – релаксации (если i=Vta).Kvm1,v Tg  , Kvv, s1,s 1 Tg  и Kva1,v Tg обозначают уровневые коэффициенты скоростей VV - обмена и VT- релаксации молекул на молекулах и атомах,которые рассчитываются по модельным зависимостям от колебательных чисел v и s основного электронногосостояния.K vseV , K Xv AvA , K XvBvB , K XvCvC , K XvYvY обозначают уровневые коэффициенты скоростейпроцессов возбуждения колебательных уровней s основного состоянияX 1 g и электронных состояний A3u ,B3 g , C 3 u , W 3u , B3u , a1u , a1 g и w1u электронным ударом.

K diss , K X Y , K 4 S Y , K 2 D 2 P90обозначают суммарные коэффициенты скоростей диссоциации молекул азота, возбуждение состоянийE 3 g ,D3u , a1 g молекулы азота, 2 P и 2 D атомов азота электронным ударом. Величины AvB vA , AvC vB , AvAv , AWX ,ABB , AEB , AEC , ADB , AaX , AaX , Aaa , Awa , ABXi - уровневые и суммарные вероятности радиационныхпереходов.K S - суммарный коэффициент дезактивации атомов азота в метастабильном состояниистолкновениях с атомами азота в основном состояниидезактивации метастабильных состоянийазота в основном состоянии2242P вS . K XP и K XD обозначают суммарные коэффициентыP и 2 D в столкновениях с колебательно-возбужденными молекуламиX 1 g .

K WYS - коэффициент скорости дезактивации метастабильных состояний 2 P иBawDaED атомов азота на стенке разрядной трубки. Величины K Xa , K WX , KX , KX , KX , KX , KX и KX -суммарные коэффициенты скоростей дезактивации электронных состоянийa1u , W 3u , B3u , a1 g , w1u ,D3u , a1 g и E 3 g молекулы азота в столкновениях с молекулами азота в основном состоянии X 1 g .Предполагается, что величины коэффициентов скоростей для состоянийкоэффициента скорости для состояниясостоянияиD3u и E 3 g совпадают, а величинаW 3u полагается равной значению коэффициента скорости дезактивацииw1u . K aS , K aS и K DS - суммарные коэффициенты скоростей дезактивации состояний a1u , a1 gD3u в столкновениях с атомами азота в основном электронном состоянии    4S .

Величины K vrelTg  ,C  AAvADASAXXAAPprprXPXD, K v Tg , K v , K v , K vC Tg , K vB Tg , K v Tg , K vA , K v Tg , K vC ,K vAAvA Tg , K v A , K vCXCCBAAASSaXAv Xv3 3aSBSaSwSYSaXK vXa, K vC , K vB , K vA , K v , K v , K v , K v , K v v (Y  A u (vA ), C u (vC )) , K v , K vA A Tg  ,CBBBBY BBAv BvCv XBX3 3 AXXvAvXvBvXvXsYrelAXK vXB, K vB , K vB Tg  , K vC A B , K v C , K v, K v (Y  E  g , D u ) , K v , K vA 1vA 0 , K v A , K v B ,BCCBAAAYv XvAv BvvXxXs, Kv, K W , K W Y , K W A B обозначают уровневые коэффициенты скоростей процессов в зависимостиK vXvXsCBот номеров колебательных уровнейиv , vC , vB , v A и поступательной температуры Tg .

Величины K vrB , KvrA Tg KvrC Tg  - уровневые коэффициенты скоростей процессов рекомбинации с участием трёх частиц.Предполагается, что их значения не зависят от номеров колебательных уровнейT  и K T  , K T  , KvB , v A и vC . Для коэффициентовT  использованы зависимости коэффициентов скоростейот поступательной температуры из [734] и [133,141,667], соответственно. Предполагается, что значения K T  ,K , K , K T  , K T  , K , K , K , K , K , K , K , K , K , K , KAAv Aскоростей, K vCprvCgprvBggAvA XvvAgAPvAADvAASvAXPvgXDvAXvAgXAvCXavCSvCaXvASvBgaSBSaSwSYSvBvBvBvBvY vBCv XXvAvXvBvXvXsXvXsYXxXsA BvB, Kv C , Kv, Kv , Kv A , Kv B , Kv, Kvне зависят(Y  A3u (vA ), C 3u (vC )) , K vaX , KvAvCCCCBAABBот номеров колебательных уровнейколебательной релаксацииЗдесьv , v A , vB , vC .Коэффициенты скоростей столкновительного тушения иK с использованием этих сечений  определяются выражением K    2  u .u - средняя скорость теплового движения молекул.91Компонентный состав, квантовые состояния нейтральных и заряженных частиц (молекули атомов азота, молекулярных и атомарных ионов) и столкновительно-излучательные процессы(с набором сечений и коэффициентов скоростей), которые учитываются в уровневойполуэмпирической СИМ газовых разрядов и послесвечения в азоте, развитой в диссертации,приведены в таблице 3 [133, 141, 189, 193, 274, 276, 278–281, 283–286, 289, 290, 294, 295, 298–300, 302, 303, 306–308, 313–315, 328–332, 395, 477,478, 532–534, 536, 606, 643–741].Рис.41.Результатыэнергии колебанийEvрасчета(в единицахсистемы СГС - в эргах) молекулы азотавосновномприближениисостоянииX 1 gвангармоническогоосциллятора в зависимости от числа v .При описании колебательной кинетики молекул азота в основном состоянии X 1 gиспользуется приближение ангармонического осциллятора.

В модели рассматриваетсяконечное число уровней v . Вводится понятие уровня диссоциации vmax - максимальноеколебательное число, выше которого колебательно-возбужденные молекулы диссоциируют,vmax =46. Уровень диссоциации (рис. 41) определяется, как ближайший к пределу (энергии)диссоциации молекулы азота, Ddiss =7.781×104 см-1, колебательный уровень [274, 276, 280, 283,606, 736–741].В диссертации, при моделировании кинетики ФРЭЭ и нейтральных и ионизованныхчастиц в азотной НТП, автор придерживается общепринятого подхода [113–219, 742–768].Исследования релаксации поступательной энергии электронов и энергии, запасенной вколебательных степенях свободы молекулы азота в основном состоянии, в электронныхстепенях свободы молекулы и атома азота выполняются на микроскопическом уровне (сдетализацией по квантовым уровням частиц).

Исследование кинетики молекулярных иатомарных ионов азота (за исключением иона молекулы азота N 2 ) проводится без разрешенияпо электронным состояниям на макроскопическом уровне. В результате расчетов определяютсясуммарные концентрации заряженных частиц НТП.Кинетика концентраций нейтральных и заряженных частиц описывается системойнелинейных дифференциальных уравнений первого порядка по переменной временипребывания частиц t p в газовом разряде и послесвечении.

Модель состоит из: балансных92уравнений уровневой кинетики для определения ФРКУ молекулы азота в основном состоянииX 1 g , концентраций нейтральных и заряженных частиц, дополненные моделями элементарныхфизико-химических процессов и базами данных о сечениях и коэффициентах скоростей;дифференциального уравнения второго порядка (по переменной энергии электронов  ) дляопределения изотропной части f    ФРЭЭ; упрощенных уравнений, описывающих процессыпереноса (излучения, диффузии частиц плазмообразующего газа и теплопроводности);упрощенных уравнений электродинамики сплошной среды, учитывающие элементы внешнейэлектрической цепи.

Для нахождения самосогласованного решения системы уравненийиспользуются численные методы, описанные в [152, 724, 746–749, 757–759, 761]. Общимипредположениями, на которых основывается вывод уравнений уровневой полуэмпирическойСИМ азотной НТП, развитой в диссертации, являются следующими.1. НТП является слабоионизованной, квазинейтральной и невырожденной средой.2. Концентрация нейтральных частиц и заряженных частиц (или заряда) в элементарномобъеме должна быть достаточно высокой, чтобы описывать параметры НТП в рамкахфизической кинетики.3.Численное исследование параметров НТП проводится в приближении идеальногоионизованного газа.4.Прямые и обратные скорости элементарных физико-химических процессов связаныпринципом детального равновесия. Для них выполняется принцип микроскопическойобратимости.5.Справедливы гипотеза молекулярного хаоса и приближения случайных фаз.6.Для описания физико-химических процессов в НТП в физических моделях азотнойНТП, используется приближение сплошной среды.7.Для описания процессов переноса излучения используются модели оптическипрозрачной слабоизлучающей плазмы [328,329].1.3.1.

Функция распределения электронов по энергиям для оптической диагностикиазотной низкотемпературной плазмыРаботы [29, 40, 44, 88, 107, 119, 133, 141, 175, 193, 244, 260–264, 265, 271, 272, 321, 331,332, 494, 566, 577, 610–627, 657, 722, 724, 747, 748, 756-758, 762–803] посвященыисследованиям поведения электронной компоненты в разрядах постоянного тока, в ВЧ и СВЧразрядах, в низкотемпературной плазме [804], образованной полем лазерного излучения, и впослесвечении.93Результаты измерений отношения T / N первого коэффициента Таунсенда  T кконцентрации тяжелых частиц плазмообразующего газавозбуждения электронных состоянийA3  uиC 3uN , коэффициентов скоростеймолекулы азота приведены в[23,133,141,607–609]. Экспериментальные данные дрейфовой скорости vdr , температуры Te ихарактеристической энергии De/e электронов подробно обсуждаются в [23,15,607,609].

Характеристики

Список файлов диссертации