Кинетические коэффициенты электронов в слабоионизованной плазме смесей воздуха с парами воды в сильном электрическом поле
- Авторы: Кочетов И.В.1,2, Александров Н.Л.3,4
-
Учреждения:
- Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН
- Государственный научный центр РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»
- Московский физико-технический институт
- Объединенный институт высоких температур РАН
- Выпуск: Том 50, № 5 (2024)
- Страницы: 588-596
- Раздел: НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
- URL: https://medjrf.com/0367-2921/article/view/668770
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292124050085
- EDN: https://elibrary.ru/PWEKHN
- ID: 668770
Цитировать
Полный текст
Аннотация
С помощью численного решения уравнения Больцмана выполнен расчет скорости дрейфа электронов, коэффициентов их продольной и поперечной диффузии, а также коэффициентов ионизации и диссоциативного прилипания в слабоионизованной плазме смесей воздуха с парами воды в широком диапазоне приведенных электрических полей (1–650 Тд, 1 Тд = 10-17 В см2) и мольных долей паров воды (0–1). Проведено сравнение результатов расчета с новыми экспериментальными данными и получено хорошее согласие между ними. Показано, что для всех коэффициентов и средней энергии электронов их зависимость от состава газа меняется с ростом электрического поля. При малых приведенных полях увеличение содержания молекул воды Н2О в смесях приводит к уменьшению коэффициентов переноса и средней энергии электронов, в то время как при больших полях наблюдается обратная тенденция. Показано, что для скорости дрейфа и коэффициента прилипания электронов существуют электрические поля, при которых значения этих коэффициентов в газовых смесях могут быть больше коэффициентов в сухом воздухе или в парах воды. Дано качественное объяснение полученным зависимостям электронных коэффициентов от электрического поля и содержания Н2О в смеси.
Об авторах
И. В. Кочетов
Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Государственный научный центр РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»
Email: nick_aleksandrov@mail.ru
Россия, Москва; Москва
Н. Л. Александров
Московский физико-технический институт; Объединенный институт высоких температур РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: nick_aleksandrov@mail.ru
Россия, Долгопрудный; Москва
Список литературы
- Fridman A. Plasma chemistry. Cambridge: Cambridge University Press, 2008.
- Kong M.G., Kroesen G., Morfill G., Nosenko T., Shimizu T., van Dijk J., Zimmermann J.L. // New J. Phys. 2009. V. 11. P. 115012.
- Starikovskiy A., Aleksandrov N. // Progr. Energy Comb. Sci. 2013. V. 39. P. 61.
- Starikovskaia S.M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2014. V. 47. P. 353001.
- Ju Y., Sun W. // Progr. Energy Comb. Sci. 2015. V. 48. P. 21.
- Стариковский А.Ю., Александров Н.Л. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 126.
- Gallimberti I. // Pure Appl. Chem. 1988. V. 60. P. 663.
- Šimek M., Homola T. // Eur. Phys. J. D. 2021. V. 75. P. 210.
- Starikovskiy A.Yu., Bazelyan E.M., Aleksandrov N.L. // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. P. 114009.
- Хаксли Л., Кромптон Р. Диффузия и дрейф электронов в газах. М.: Мир, 1977.
- Gallagher J.W., Beaty E.C., Dutton J., Pitchford L.C. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1983. V. 12. P. 109.
- Pancheshnyi S., Biagi S., Bordage M., Hagelaar G., Morgan W., Phelps A., Pitchford L. // Chem. Phys. 2012. V. 398. P. 148.
- Pitchford L.C. et all // Plasma Process. Polym. 2017. V. 14. P. 1600098.
- Alves L.L., Bogaerts A., Guerra V., Turner M.M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. P. 023002.
- Ruız-Vargas G., Yousfi M., de Urquijo J. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. P. 455201.
- de Urquijo J., Gonzalez-Magana O., Basurto E., Juarez A.M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2024. V. 57. P. 125205.
- Кочетов И.В., Александров Н.Л. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 717.
- Kochetov I.V., Popov M.A., Aleksandrov N.L. // Plasma Sources Sci. Technol. 2019. V. 28. P. 025009.
- Hagelaar G.J.M., Pitchford L.C. // Plasma Sources Sci. Technol. 2005. V. 14. P. 722.
- Дятко Н.А., Кочетов И.В., Напартович А.П. // Физика плазмы. 1992. T. 18. C. 888.
- TRINITI database, www.lxcat.net, retrieved on November 20, 2017.
- Александров Н.Л., Кончаков А.М. // Физика плазмы. 1981. Т. 7. С. 185.
- Александров Н.Л., Кончаков А.М., Напартович А.П., Старостин А.Н., Химия плазмы, Вып. 11, С. 3, под ред. Б.М. Смирнова, М.: Энергоатомиздат, 1984.
Дополнительные файлы
