Термодинамическое равновесие гетерогенных плазменных систем с существенной ионизацией компонентов

Термодинамическое равновесие гетерогенных плазменных систем с существенной ионизацией компонентов «допустить к защите» Курсовая работа зав. кафедры теплофизики студентки IV курса профессор Калинчак В.В. физического факультета « » 2004г. Кобзаренко Л.А. Научный руководитель доцент Маренков В.И. Одесса 2004 г. Содержание Введение 1. Идеально-газовый подход при описании ионизации в плазме с

конденсированными частицами 1. Ионизация в идеальном газе и плазмозоле. Система идентичных частиц в буферном газе. Учет ионизации атомов легкоионизируемой присадки 2. Дебаевский подход моделирования гетерогенных кулоновских систем 1. Объемный заряд и потенциал в плазмозоле. Зависимость электронной концентрации от определяющих параметров плазмы 3. Ячеечные модели плазмы, содержащей частицы 3.1.

Ионизация системы газ – частицы в модели Гибсона 2. Режим слабого экранирования Выводы Список литературы Введение Термодинамика рабочих тел МГД-генераторов на твердом топливе, электрические воздействия на процесс горения с целью его интенсификации и управления, высокотемпературная конденсация оксидов в продуктах сгорания металлизированных топлив, проблемы защиты окружающей среды, поведение пылегазованных образований

в атмосфере и космосе, плазмохимия – все это далеко не полный перечень областей науки и техники, где требуется знание свойств плазмы с КДФ в различных состояниях. Плазма с КДФ – ионизированный газ, содержащий малые частицы или кластеры, при чем эти частицы могут влиять на некоторые свойства плазмы. В области температур Т , характерной для приложений НТП с КДФ, важную роль играют процессы переноса заряда; поглощение электромагнитных

волн в гетерогенной плазме непосредственно зависит от ее ионизации. Явление переноса – это кинетические процессы, но как известно из статистической физики [1] и физической кинетики [2], их скорости определяются градиентами соответствующих величин, т.е. в конечном счете их полем. Существующие модели ГПС основываются на известных подходах (Саха, Дебая, а также, появившихся в последнее время, ячеечных),которые выходят из предположения о малости

потенциальных взаимодействий ГПС, сравнительно с кинетической энергией теплового движения частиц. Однако, как показывает эксперимент в плотной и высокотемпературной ГПС ионизации макрочастиц и газовой фазы становится существенней, и в результате потенциальная энергия заряда плазм в самосогласованном поле сравнивается больше kT. В этом случаи применение результатов разработанных ранней моделью становится не корректным и требуется

их усовершенствование с целью охватить интересную для приложения область высоких концентраций и температур. В работе рассматривается “аналитическая” продолжение статистической ячеечной модели плазмы на эту область термодинамических параметров. В первом разделе рассмотрены существующие подходы к описанию состояния ГПС. Второй раздел посвящен вопросам модификации и распространению статистической модели квазинейтральных ячеек на область высоких температур и концентраций

ГПС. Идеально-газовый подход при описании ионизации в плазме с конденсированными частицами. Ионизационное равновесие идеальных газов в термодинамических равновесных системах определено термодинамическими параметрами газа (Т, Р, V) и рассчитывается методам статистической физики. В системах, находящихся в равновесии, средние концентрации газовых частиц с течением времени не изменяются. Это значит, что скорости прямых и обратных химических реакций равны и выполняется закон действующих

масс [1]. Рассматривая равновесную термическую ионизацию идеальных газов как баланс различных реакций ионизации и рекомбинации, Саха получил выражение для константы ионизационного равновесия в разреженном газе [3]. В настоящей главе рассмотрены основные физические аспекты такого подхода и его распространение на системы, содержащие частицы конденсированной дисперсной фазы (КДФ).