Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1097947), страница 49

Файл №1097947 Диссертация (Уровневые полуэмпирические столкновительно - излучательные модели в оптической диагностике неравновесных газовых разрядов) 49 страницаДиссертация (1097947) страница 492019-03-13СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 49)

В разрядах постоянного тока и в приэлектродной области СВЧразряда, возбуждаемого вблизи электрода-антенны, в азоте ФРКУ v B = 3–12 молекулы азота всостоянии B3 Πg отличается от больцмановской. Для уровней v B =5–12 она описываетсяформулойБольцмана.ЗначенияколебательнойтемпературывозбужденияTvB B3Πg ,соответствующей данным колебательным уровням, в разрядах постоянного тока составляет4900–5230 К и меньше, чем значение TvB  B3Πg  , измеренное в СВЧ разряде 7200±800 К. Вобоих разрядах, величина TvB  B3Πg  слабо зависит от давления (1–15 Тор).

В ТРПТ,резонаторном СВЧ разряде и приэлектродной области СВЧ разряда, возбуждаемого вблизиэлектрода-антенны, в азоте (при низких давлениях < 10 Тор) значения колебательнойтемпературы первого уровня Tv  X 1g  , соответствующей основному состоянию молекулыазота X 1 g и определенной с помощью экспериментально-расчетной методики по спектрамвторой положительной системы азота, соизмеримы по порядку величины и лежат в диапазоне3500–5000 К.

Температуры Tv  X 1g  много больше, чем поступательная температура. Этосвидетельствует о высокой степени колебательно-поступательной неравновесности газовыхразрядов. В ТРПТ в азоте значенияTv  X 1g  , определенные по спектрам второйположительной системы азота, находятся в удовлетворительном согласии с соответствующимитемпературами, измеренными (в параграфе 1 главы 1) методами спектроскопии КАРС. В ТРПТи приэлектродной области СВЧ разряда, возбуждаемого вблизи электрода-антенны, с ростом257давления (15–30 Тор) значение температуры Tv  X 1g  уменьшается и находится в диапазоне1900–2200 К.Для температур возбуждения, характеризующих ФРВУ и ФРКУ молекулы азота ввозбужденных C3 Π u , B3 Πg и основном X1Σ g+ состояниях в разрядах постоянного тока,резонаторном СВЧ разряде и приэлектродной области СВЧ разряда, возбуждаемого вблизиэлектрода-антенны, в азоте, справедлива следующая иерархия Tv  B3Π g   Tv  C3 Πu  >CBTv  X1Σg+   Trot  C3Π u  = Trot  B3Π g  = Trot B 2u = T X Σ  = T .1rot+ggВ диссертации, впервые, исследовано влияние компонентного состава НТП наспектральный состав излучения, поступательную температуру Tg , ФРВУ и ФРКУ в состоянияхB 2u иона молекулы азота, C 3 u и B3 g молекулы азота в ПС и приэлектродной областиТРПТ, в приэлектродной области неоднородного СВЧ разряда, возбуждаемого вблизиэлектрода-антенны, в смесях He  N 2 и H 2  N2 при низких давлениях.

Выполнена селекцияатомных линий и молекулярных полос для диагностики поступательной температуры в газовыхразрядах в смесях He  N 2 и H 2  N2 .Установлено, что при низких давлениях, в ПС ТРПТ и приэлектродной областинеоднородного СВЧ разряда, возбуждаемого вблизи-электрода антенны, в смеси He  N 2спектральный состав излучения газовых разрядов зависит от процентного содержанияатомарного гелия и молекулярного азота в смеси He  N 2 при постоянном значении полногодавления и парциального расхода молекулярного азота.

В обоих разрядах, с ростомпроцентного содержания атомарного гелия интенсивности полос переходов N2  C3Πu  B3Πg монотонно уменьшаются. Поведение интенсивностей полос переходов N+2  B2 Σ+u  X2 Σg+  иN2 B3Πg  A3Σ u+положительномстолбеN2 B3Πg  A3Σu+в зависимости от компонентного состава смеси в разрядах различается: втлеющегоразрядапостоянноготокаинтенсивностиполоси N+2  B2 Σ u+  X 2Σg+  монотонно увеличиваются с ростом процентногосодержания атомарного гелия в смеси He-N2 ; в приэлектродной области СВЧ разрядаинтенсивности полос N2  B3Πg  A3Σu+  и N+2  B2 Σ u+  X 2Σg+  при малых парциальныхрасходах гелия испытывают рост, а при высоких уменьшаются. Показано, что моделированиеспектровизлученияN 2  C 3  u  B 3 g  ,N2  B3 g  A3u иN+2 B2 Σ u+  X 2Σg+впредположении больцмановского распределения молекулы азота и иона молекулы азота повращательным уровням удовлетворительно описывают измеренные спектры испускания в ПС258ТРПТ и приэлектродной области электродного СВЧ разряда в смеси He  N 2 .

Значениявращательных температур Trot  B 2u  , Trot  B3 g  и Trot  C 3 u  в приэлектродной области СВЧразряда, возбуждаемого вблизи-электрода антенны, не зависят от компонентного состава смесиHe  N2 и совпадают в пределах погрешности 480–500 (  100 К). В ПС ТРПТ значениявращательных температур Trot  C 3u  и Trot  B3 g  не зависят от компонентного состава исовпадают в пределах погрешности 700–720 (  80 К). Значения вращательной температурыTrot  B 2u  зависит от расхода гелия при постоянных значениях давления смеси газа и силытока в разряде: при малых расходах Trot  B 2u  совпадает с Trot  C 3u  и Trot  B3 g  ; приувеличении расхода Trot  B 2u  больше, чем Trot  C 3u  и Trot  B3 g  . Установлено, чтовращательные температуры Trot  C 3u и Trot  B3 g в обоих разрядах совпадают споступательной температурой Tg .

Электронные состояния C3 Π u и B3 Πg молекулы азота могутбыть использованы для диагностики поступательной температуры в ПС ТРПТ и СВЧ разряда всмеси He  N 2 .В обоих разрядах распределение заселенностей молекул азота по колебательнымуровням в состоянии C 3 u слабо отличается от рассчитанного по формуле Больцмана и неизменяется с ростом процентного содержания гелия в смеси He  N 2 .

Величины колебательнойтемпературы Tv  C3 Πu  в приэлектродной области СВЧ разряда и в ПС ТРПТ составляютC5100  600 К и 4900–5300 К, соответственно. ФРКУ vB = 3–12 состояния B3 g заметноотличаются от распределения Больцмана. Заселенности уровней vB = 7–12 монотонноуменьшаются с увеличением номера уровня vB , удовлетворительно описываются формулойБольцмана. Её структура слабо изменяется с ростом процентного содержания атомарного гелияв смеси He  N 2 . Значение TvB  B3 g  , соответствующая уровням vB = 7–12, лежит в диапазоне6300–6800 К в ПС ТРПТ. Оно меньше, чем соответствующая величина 7200 К, измеренная вприэлектродной области СВЧ разряда.Дляпоступательной,вращательныхтемпературиколебательныхтемпературвозбуждения состояний C 3 u , B3 g молекулы азота и B2 Σ u+ иона молекулы азота в ПС ТРПТи в приэлектродной области СВЧ разряда, возбуждаемого вблизи электрода - антенны, в смесиHe  N2 справедлива следующая иерархия температур: TvB  B3 g  > TvC  C 3 u  > Trot  B 2u  Trot  C 3u  = Trot  B3 g  = Tg .259В ПС ТРПТ, в приэлектродных областях ТРПТ и СВЧ разряда, возбуждаемого вблизиэлектрода-антенны, в смесях N2  H2 зависимости интенсивностей излучения полос переходовN2 C3Πu  B3Πg , N+2 B2 Σ+u  X2 Σg+и N2 B3Πg  A3u+от процентного содержаниямолекулярного водорода различаются.

В ПС ТРПТ, с ростом процентного содержания водородаинтенсивность полос N2  C3Πu  B3Πg  изменяется незначительно, а N2  B3Πg  A3Σu+  заметноуменьшается. В приэлектродной области ТРПТ интенсивности полос N2  C3Πu  B3Πg  иN+2 B2 Σ u+  X 2Σg+увеличиваются с повышением процентного содержания водорода. Вприэлектродной области СВЧ разряда они изменяются немонотонно: растут в диапазонепроцентного содержания водорода при 0 – 6% (при процентном содержании азота  94%) иуменьшаются в диапазоне процентного содержания водорода 6 – 14% (при процентномсодержании азота в диапазоне 94 – 86%).РассчитанныеN2 B3Πg  A3 Σu+спектрыизлученияN+2 B2 Σ+u  X2 Σg+ ,N2 C3Πu  B3Πgив предположении больцмановского распределения молекул азота повращательным уровням в излучающих состояниях удовлетворительно описывают измеренныеспектры испускания разрядов. В приэлектродной области СВЧ разряда для переходовN2 C3Πu  B3Πgс верхним излучающим состоянием C3Πu ,vC =2 функция распределениямолекул азота по ЭКВ уровням заметно отклоняется от распределения Больцмана.

Возмущениечередования интенсивностей обусловлено кинетикой возбуждения и девозбуждения состоянияC3Πu ,vC =2 молекулы азота в приэлектродной области СВЧ разряда.В приэлектродной области СВЧ разряда, ПС и приэлектродной области ТРПТ в смесиN2 -H2 вращательные температуры Trot B2 Σ +u , Trot C3Π uи Trot  B3Πg  согласуются в пределахпогрешности. Они слабо зависят от компонентного состава смеси N2 -H2 .

Показано, чтовращательные температуры Trot  B2 Σ +u  , Trot  C3Π u  и Trot  B3Π g  совпадают с поступательной.Электронные состояния C3 Π u и B3 Πg молекулы и B 2u иона молекулы азота могут бытьиспользованы для диагностики поступательной температуры приэлектродной области СВЧразряда, ПС и приэлектродной области ТРПТ в смеси N2 -H2 при низких давлениях.В приэлектродной области СВЧ разряда, ПС и приэлектродной области ТРПТ токаФРКУ состояния C3Π u молекулы азота слабо отличается от распределения Больцмана.

Она неизменяется с увеличением процентного содержания водорода в смеси. В ПС и приэлектроднойобласти ТРПТ значение Tv  C3 Πu  составляет 3500–3800 (  400 К). Оно меньше, чемC260соответствующее значение, определенное в приэлектродной области электродного СВЧ разряда6700  520 К.Значения колебательных температур Tv  X1g  основного состояния молекулы азота вобеих областях ТРПТ и приэлектродной области электродного СВЧ разряда, определенные поспектрам излучения N2  C3Πu  B3Πg  , составляют, приблизительно, 1500–2000 К и 4000 К,соответственно.В ПС ТРПТ и приэлектродной области СВЧ разряда колебательные распределения дляуровней v B =3–12 состояния B3 Πg отличаются от распределения Больцмана. Относительныезаселенности уровней v B =7–11 описываются формулой Больцмана с температурой Tv  B3 Πg  .BТемпература возбуждения этих уровней не изменяется с увеличением процентного содержанияводорода в смеси N2 -H2 .

В обоих разрядах, значения температур возбуждения Tv  B3 Πg  лежатBв диапазоне 6100–6600 К (погрешность 11%).Для температур, характеризующих функцию распределения по ЭКВ уровням всостояниях C3 Π u , B3 Πg молекулы азота и B2 Σ +u иона молекулы азота в исследуемых разрядах всмеси N2 -H2 справедлива следующая иерархия температур TvB  B3 g   TvC  C 3u  > Tv  X 1g > Trot  B 2u  = Trot  B3 g  = Trot  C 3u  = Tg . Различие между температурами возбуждения ипоступательной температурой, отличие ФРКУ молекулы и иона молекулы азота ввозбужденных состояниях от больцмановского распределения свидетельствует о нарушенииравновесия по ЭКВ степеням свободы молекулы и иона азота в газовых разрядах вазотосодержащих смесях.261Глава 3.

Столкновительно-излучательная модель кинетики частиц в электронновозбужденных состояниях для диагностики концентрации электронов, напряженностиэлектрического поля и степени колебательно-поступательной неравновесности в газовыхразрядахВведениеОдной из центральных проблем, связанной с развитием уровневой полуэмпирическойСИМ для оптической диагностики азотной НТП является создание вычислительного модуля(рис. 1), позволяющего адекватно описывать её спектральный и компонентный состав,распределения энергии по внешним и внутренним степеням свободы частиц в электронно возбужденных состояниях.

В диссертации, создание модуля основывается на результатахисследований кинетики атомов, молекул азота и их ионов в электронно-возбужденныхсостояниях, полученных: в дальнем (рекомбинационном, длительном) [123, 133, 141, 184, 1179–1181, 1222, 1246, 1464–1507] и ближнем [133, 141, 667, 712, 734, 754, 1093, 1178–1184, 1215,1222, 1246, 1508–1510] послесвечении газовых разрядов; в проточных реакторах [689, 691, 705,1511–1516]; в газовых разрядах [133, 141, 184, 314, 392, 399, 525, 567, 585, 663, 664, 667, 669,710–712, 734, 1109, 1108, 1115, 1164, 1169, 1176, 1187–1189, 1191, 1196, 1198–1203, 1207, 1213–1215, 1217, 1233, 1246, 1465, 1517–1520].Результаты исследований физико-химических процессов в дальнем послесвечениигазовых разрядов в азотосодержащих смесях в широком диапазоне давлений (от p =0.1 Тор доатмосферного) [123, 133, 141, 184, 1179–1181, 1222, 1246, 1464–1507] показывают, чтокомпонентный состав представлен молекулами N 2  A3u  , N 2  B3Π g  , N 2  B3u  , N 2  a1Π g  ,N 2 W 3 uи атомами N  4 S  , N  2 P  , N  2 D  азота.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6521
Авторов
на СтудИзбе
302
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее