Диссертация (1097947), страница 21

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

Текст из файла (страница 21)

Струя - исследование зависимости концентрации от координаты вдольпотока методами комбинационного рассеяния света, обменолюминесценции и изотермическогокалориметрического зонда. Способы возбуждения СВЧ разряд и термоисточник.В диссертации предпочтение отдается экспериментальным значениям  WV и  WR .Измерения величины  WV выполняется в результате исследований взаимодействия струиN 2  X 1g , v  1 с пробным материалом [891]. Результаты измерений  WV приведены в таблице4.

При её составлении использованы данные из [133,141,175,891], в которых приведенырезультаты оригинальных работ [961–967]. Эти данные включены в базу данных уровневойполуэмпирической СИМ азотной НТП, развитой в диссертации.Для измерения величины вероятности гетерогенной рекомбинации атомов азота  WRприменяются диффузионно-кинетические и газодинамические методы [188, 968–992].Таблица 5. Вероятность гетерогенной рекомбинации  WR атомов азота в основномэлектронном состоянии при температуре поверхности TW =300–400 К.

Данные взяты из [188].Материал поверхностиМетод / Порядок WRСсылка117AgAgAgOAgOAgOAgOAgOAgO (не известен)AgO (не известен)AgO (не известен)AgO (не известен)Al2O3ВДК - Д ( SiO2 )ПР (ТР) / 1Al2O3ВДК – Д ( SiO )Al2O3СК (ЗС)  Al2O3  Al2O3  Al2O3БР (Т)AuAuAuBeBeBeBeCrCrCuOCuOCuOCu (не известен)Cu (не известен)CuCuCuCuреакцииБР (ТР) / 1БР (ТР) / 1БР (ХЛ) / 1БР (ХЛ) / 1ВДК (ЗП)ВДК - Д ( SiO )ВДК (ЗП)СК (ЗП, ЗС)НДКЭКCu2O(не известен)CuCuCuCu(не известен)(не известен)(не известен)FeFeFeMgOMgOMoMoMoMoMoNbNiБР (Т) / 1БР (Т) / 1СК (ЗП, ЗС)ВДК (ЗП)СК (Н)ВДК(ЗП)ВДК(ЗП)ВДК(ЗП)ВДК(ЗП) / 1ВДК(ЗП)ВДК(ЗП)БР (ХЛ) / 1/1ВДК-Д( SiO )/ 1СК(ЗС,ЗП)ВДК-Д( SiO2 )ПР(ТР) / 1ВДКБР (ТР)ВДК(ЗП)ВДК(ЗП)ЭКСК(ЗС)СК(ЗС)БР (ТР) / 1БР (ТР) / 1БР (ТР) / 1БР (ТР)БР (ТР)ВДК(ЗП)ПР(ТР) / 1ИМП (ХЛ) / 1ИМП (ХЛ) / 1ЭКВДК(ЗП)БР (ТР) / 15.6·10-52.4·10-41.4·10-36.7·10-3>2.0·10-31.0·10-2>3.0·10-2(5.32)·10-20.1560.60.20.60.2[993][993][994][994][995][996][995][997][998][998][999](1.60.4)·10-3>1.0·10-2[1000]-2[1002](6.52.5)·108.1·10-36.9·10-35.8·10-3[1001][1003][1003][1003]-2(4.51.0)·100.10.80.26.9·10-3-1.2·10-21.2·10-2-0.1>0.11.0·10-21.0·10-4-1.0·10-31.3·10-31.4·10-36.7·10-3(1.2-3.9)·10-3(5.73.0)·10-2(3.42.0)·10-2[997][1004][999,1002][995][995][995][1004][995][1004][994][994][1005][997][997](3.40.5)·10-26.5·10-26.8·10-30.1>0.1>0.10.170.060.61.02.1·10-31.0·10-33.9·10-41.0·10-21.4·10-2<6.0·10-4(2.10.2)·10-36.0·10-33.0·10-30.010.0026.0·10-3-1.1·10-26.7·10-5[999, 1002][993][1004][995][995][999,1002][1006,1007][1006,1007][993][993][993][1008][1008][995][1000][1009][1010][999][995][993][1000]118ПР(ТР) / 2(1.4-3.9)·10-3[1000]Ni2O3NiNiNi (не известен)Ni (не известен)Ni3 NPbOPdPt ( не известен)Pt ( не известен)Pt ( не известен)Pt ( не известен)Pt ( не известен)Pt ( не известен)TiWWWW (не известен)WW + ReWПирексКварцПирексПирексСтеклоКварцКварцПирексПирексСтеклоПирексПирексПирексПирексСтеклоПирексПирексПирексSeO (стекло)CaO (стекло)CaO (стекло)RCG (стекло)тефлонтефлонтефлонтефлонтефлонтефлонфосфорная кислота H 3 PO3ВДК(ЗП)НДКСК(ЗС,ЗП)ВДК(ЗП)БР (ТР)1.02·10 -0.42.6·10-2(2.91.4)·10-28.0·10-20.1[995][998][997][1004][1011]ВДК-Д( SiO )/ 1БР (ТР) / 1СК(ЗС,ЗП)ВДК-Д( SiO )/ 1НДКИМПЭКВДКПР (ТР) / 1ВДК(ЗП)ВДК(ЗП)ВДК(ЗП)НДКСК(ЗС,ЗП)ПР (ТР)ЭКПР(ТР)/2ИМП(ХЛ)ПР(ХЛ)/2ПР(ХЛ)/1БР(Пл)ПР(ЭПР)ПР(ЭПР)БР(ХЛ)/1 и 2БР(Т)/1 и 2БР(Т)/1 и 2ПР(МС,ТР)ИМП(ХЛ)/1ИМП(ХЛ)/1ИМП(ХЛ,Т)/1БР(Т)ИМП(ХЛ,Т)/1ИМП(ХЛ,Т)/1ИМП(ХЛ,Т)/1БР(Т)/1БР(ХЛ)БР(Т)НДК(ЗП)ПР(ЭПР)ПР(ЭПР)ПР(ЭПР)ПР(ЭПР)СК(ЗС,ЗП)ИМП(ХЛ) /1ПР(ТР)/14.52·10-25.6·10-5(3.21.6)·10-22.2·10-28.45·10-20.10.80.21.0(0.90.1)·10-34.0·10-4-4.0·10-31.0·10-3(1.5-4.6)·10-31.7·10-3(2.11.8)·10-3(4.10.8)·10-31.0·10-21.0·10-64.0·10-66.8·10-6-4.3·10-66.5·10-61.0·10-57.0·10-65.5·10-44.0·10-64.0·10-63.4·10-5(1.50.5)·10-51.7·10-51.4·10-63.0·10-54.0·10-4(4.70.7)·10-2(2.60.3)·10-2(2.20.3)·10-21.7·10-43.0·10-37.0·10-38.0·10-45.7·10-75.0·10-62.0·10-72.5·10-5<5.5·10-42.9·10-51.0·10-6[1005][993][997][1005][998][1012][999, 1002][1004][1000][995][1004][995][998][997][1000][999, 1002][1013][1014][1015][1016][1017][1018][1018][1019][1019][1019][1020][994][994][1021][1022][1021][1021][1021][1023,1024][1025][1025][1026][1018][1018][1018][1018][997][1027][1013]фосфорная кислота H 3 PO2ИМП(ХЛ)1.4·10-6[1027]6.5·10-6[1028]ПР(ТР)2.7·10-4[1029,1030]СК(ЗС)5.0+5-3·10-2[1006, 1007]ВДК(ЗП)0.1[1031]фосфорная кислота H 3 PO3соль фосфорной кислоты Na2 HPO4фосфорная кислота H 3 PO3покрытие C742БР(ТР)/1-2119Примечание.

Методы измерения вероятности гетерогенной рекомбинации атомов азота:БР-метод бокового рукава, ВДК-высокоэнтальпийный дозвуковой калориметрический метод(абсолютный), ВДК-Д есть высокоэнтальпийный дозвуковой калориметрический метод(дифференциальный), СК-сверхзвуковой калориметрический метод (абсолютный), НДКнизкоэнтальпийный дозвуковой калориметрический метод (абсолютный), ЭК есть эффузионнокалориметрический метод, ПР-проточный реактор, ИМП-импульсные методы. В сверхзвуковыхкалориметрических методах для измерения вероятности гетерогенной рекомбинации атомовазота используется: ЗС-затупленное сферическое тело, ЗП-плоское тело, Н-нить, расположеннаяперпендикулярно потоку.

Методы измерения концентрации атомов азота: ТР-метод титрования,ХЛ-поинтенсивностихемилюминесценции,Д-поспадудавления,МСестьмасс-спектрометрический метод, ЭПР-электронный парамагнитный резонанс. Материалы сравненияв высокоэнтальпийном дозвуковом калориметрическом методе - SiO и SiO2 . Источникобразования атомов азота в методе бокового рукава: Т-термоисточник, Пл-плазмотронРезультаты измерений  WR для различных материалов приведены в таблице 5.Табличные данные взяты из [188], в которой представлены результаты экспериментальныхисследований из [993–1031]. Они включены базу данных уровневой полуэмпирической СИМазотной НТП, развитой в диссертации.

Величины  WV и  WR испытывают разброс. В расчетах,выполненных в диссертации, величины  WV и  WR варьировались в пределах, полученных вэкспериментахВ[961–967,993–1031].подавляющемчислемоделейазотнойНТП,гетерогенные процессы с участием частиц в -возбужденных состояниях не рассматриваютсяили для определения явного вида члена Vi используется метод равнодоступной поверхности впредельной диффузионной областиVi = -Ni di, (1.3.29)R2, (1.3.30) 4  Diidпоскольку гетерогенные процессы с участием частиц в возбужденных состояниях являютсямалоизученными. Здесь  di обозначает характерное время диффузии возбужденной частицы.Diявляется коэффициентом диффузии. Диффузия заряженных частиц в моделяхучитывается в амбиполярном приближении. В отличие от представленных в литературемоделей, в уровневой полуэмпирической СИМ азотной НТП выражения для Vi имеют вид:120Vi Ni, [см-3с-1], (1.3.31) Wi   di1i2R 2  0.25  1  z  2    Tg TW   Tg TW    , (1.3.32) di =1Di  1  i 1      Tg TW   1 Wi =4  R   0.5  1 /  z  2  vi   Wi.

(1.3.33)Здесь,  Wi характерное время взаимодействия возбужденной частицы с поверхностью реактора. Wi является неизвестной. Её значение варьируется в расчетах. Величины Di , vi ,  i длявозбужденных молекул и атомов азота полагаются равными значениям DY  X 1 ,gvMol ,Y  X  и DY  S , vat , Y  S , соответственно.1 g441.3.3. Механизмы нагрева молекулярного азота в низкотемпературной плазмеИсследования механизмов нагрева азота и смесей азота с кислородом выполнены в ПСТРПТ [629, 955, 1032, 1033], в ИТР [400, 401, 599, 600, 648, 1034–1040] и СВЧ разряде [73, 647,1041–1044]. В [1045–1048] предложены модели нагрева азота с различным содержаниемкислорода.

В данной работе основное внимание уделяется механизмам нагрева азотной НТП.В [629, 955, 1032, 1033] установлено, что при низких значениях удельной мощности,поглощеннойслабоионизованнымгазомвПСТРПТ,основнымипроцессами,обуславливающими нагрев газа могут быть: процессы VT  релаксации и VV  энергообменамежду молекулами азота в состоянии X 1 g , а также передача энергии из электронных степенейсвободы (метастабильногоA3  u и излучающего B 3  gсостояний) молекулы азота впоступательные [73, 629, 955, 1032–1035].

Вопрос о доли энергии, передаваемой изэлектронных степеней свободы в поступательные степени свободы молекулы азота, в ПС ТРПТостается открытым. Задача о сопоставлении измеренных и рассчитанных зависимостейпоступательной температуры от времени пребывания молекул азота в ПС ТРПТ, при низкихзначениях давлений и удельной мощности, поглощенной НТП, является нерешенной.В ИТР [400, 401, 599, 600, 648, 1034–1040] и СВЧ разряде [73, 647, 1041, 1042] присреднем и атмосферном давлении в азоте и воздухе, при больших значениях удельноймощности,поглощеннойНТП,образуютсявозбужденныеионизованные атомы и молекулы) высокой концентрации.частицы(нейтральныеи121Эффективный обмен энергией между поступательными степенями свободы электронов ипоступательными и внутренними степенями свободы нейтральных и заряженных частиц(молекулы и атомы) может играть важную роль в механизме нагрева газа [73, 599, 600, 647, 648,1034–1042].

Исследования методом ОИ изменения во времени t p поступательной температурыпосле инициирования ИТР (вплоть до 500 мкс) в азоте и воздухе выполнены в [1036, 599, 1037,600, 1038, 603, 1039, 1040]. В [599, 600, 1036, 1037] отмечается трудность интерпретациимеханизма нагрева газа: согласно авторам [600], если предположить, что передача удельнойэнергии, поглощенной НТП, в поступательные степени свободы газа (до 10%) на начальнойстадии развития ИТР (до 30 мкс) объясняется VT- энергообменом между молекулами азота(процесс 1.0, табл.3), то величина коэффициента скорости K10Mol Tg  VT- энергообмена междумолекулами азота больше, чем соответствующее значение, измеренное в [645, 646] вэкспериментах с ударными волнами.

Характеристики

Список файлов диссертации