Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.onu.edu.ua:8080/handle/123456789/25002
Title: Влияние ионизации и конденсации на распределение температуры сферического объема плазмы
Other Titles: Вплив іонізації і конденсації на розподіл температури сферичного об’єму плазми
The effect of ionization and condensation on the temperature distribution of a spherical plasma volume
Authors: Колесников, К. В.
Иоргов, А. И.
Драган, Григорий Сильвестрович
Колесніков, К. В.
Іоргов, А. І.
Драган, Григорій Сильвестрович
Kolesnikov, K. V.
Iorgov, A. I.
Drahan, Hryhorii S.
Citation: Фізика аеродисперсних систем = Physics of aerodisperse systems
Issue Date: 2019
Publisher: Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Keywords: дымовая плазма
тепловой баланс
рекомбинация
конденсация
димова плазма
тепловий баланс
рекомбінація
конденсація
smoky plasma
heat balance
recombination
condensation
Series/Report no.: ;Вип. 56.
Abstract: Предложена физико-математическая модель остывания сферического объема дымовой плазмы с учетом внутренних источников и стоков. Выявлено тепловыделение плазмы при ее остывании за счет нарушения детального равновесия процессов ионизация-рекомбинация. Показана неаддитивность тепловых вкладов ионизационно-рекомбинационных процессов атомов газовой фазы и конденсации паров металла вследствие влияния фазового перехода на рекомбинацию ионов. Рассчитаны температурные профили плазменной среды с учетом протекающих процессов ионизации, рекомбинации и конденсации паров металла.
Метою даної роботи є дослідження температурного профілю розпадається плазми з центральним джерелом з урахуванням процесів конденсації пари металів, а також їх іонізації і рекомбінації. Запропоновано фізико-математична модель охолодження сферичного об'єму димової плазми з урахуванням внутрішніх джерел і стоків. Така плазма може формуватися в дуговому розряді, або при вільному горінні металізованих паливних композицій. Тому газова фаза містить атоми або молекули оксиду металу. Передбачається, що процес горіння стаціонарний і тому розглядається задача в сферичної симетрії. Джерелом тепловиділення є фазовий перехід при конденсації пари металу або його оксиду. Іншим джерелом енергії є процес іонізації - рекомбінації, який при термодинамічній рівновазі додаткової енергії не вимагає. Показана неаддитивність теплових вкладів іонізаційно-рекомбінаційних процесів атомів газової фази і конденсації пари металу внаслідок впливу фазового переходу на рекомбінацію іонів. Температурні поля всередині обсягу плазми представлені в вигляді коаксіальних зон, які визначаються фізичними параметрами середовища і критичними значеннями температури при фазових переходах. В рамках запропонованої моделі отримані і проаналізовані на прикладі частинок заліза залежності температури всередині кожної з двох зон, обмеженою температурою конденсації заліза. При розрахунку температурних профілів враховувалися процеси іонізації, рекомбінації і конденсації пари металу. Виявлено тепловиділення плазми при її охолодженні за рахунок порушення детального рівноваги процесів іонізація-рекомбінація.
The objective of this work is to study the temperature profile of a dusty plasma with a central source, taking into account the processes of condensation of metal vapors, as well as their ionization and recombination. The physical and mathematical model for cooling the spherical volume of the dusty plasma with the sources and sinks is proposed. Such a plasma can be formed in an arc discharge, or with the free burning of metallized fuel compositions, therefore, the gas phase contains atoms or molecules of a metal oxide. It is assumed that the combustion process is stationary and therefore the problem is considered in spherical symmetry. The heat source is a phase transition in the condensation of metal or its oxide vapors. Another source of energy is the ionization-recombination process, which does not require additional energy at thermodynamic equilibrium. The nonadditivity of the thermal contributions of ionization-recombination processes of the gas phase atoms and the metal vapors condensation due to the influence of the phase transition on the ions recombination is shown. The temperature fields inside the plasma volume are represented as coaxial zones, determined by the physical parameters of the medium and critical temperatures during phase transitions. In the framework of the proposed model, dependences of the temperature inside each of the two zones limited by the iron condensation temperature were obtained and analyzed using the example of iron particles. The temperature profiles of the plasma medium are calculated taking into account the ongoing processes of ionization, recombination, and metal vaporscondensation. The heat release of the plasma during its cooling due to the violation of the detailed equilibrium of the ionization-recombination processes was revealed.
URI: http://dspace.onu.edu.ua:8080/handle/123456789/25002
Other Identifiers: УДК 533.9
Appears in Collections:Фізика аеродисперсних систем

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
153-159.pdf351.21 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.