Течения с колебательной релаксацией

С другой стороны, проблема сохранения сильной колебательной неравновесности в течениях около поверхностей оказалась тесно связанной с динамикой процессов поверхностной колебательной релаксации. В работе [34] впервые было показано, что скорость затухания колебательного движения различных видов колебаний (мод) линейных молекул тела (СОг, Ог и т. д.) зависит от их ориентации и времени пребывания в адсорбированном состоянии. Так, например, оси молекул СОг большую часть времени параллельны адсорбирующей поверхности, при этом одно из колебаний дефор- [c.119]

Исследование течений газовых смесей. Изучению процессов колебательной релаксации при течении в соплах газовых смесей, содержащих Og, посвящено большое количество экспериментальных и теоретических работ, основные результаты которых отражены в обзорах [42, 50]. [c.129]

Уравнения для неравновесных течений во втором приближении. Для конкретного решения обширного круга задач, возникающих при создании ГДЛ, необходимо детальное исследование уравнений газодинамики с колебательной релаксацией в следующих приближениях. На основании работ [6—8, 11—14] в работе [59] была построена система гидродинамических уравнений для смеси газов с колебательной релаксацией во втором приближении для функций распределения при учете квазирезонансных колебательных переходов между молекулами. [c.134]

Естественно, такая простая модель не может описать все особенности поведения а при изменении собственного давления газа. В частности, она правильно описывает зависимость а = а р) лишь на начальном её участке (см. рис. 8.3.5, б и 8.3.5, в). Кроме того, она не описывает резкий рост выходов МФД и связанное с ним дополнительное падение селективности при больших давлениях, что наблюдается для многих молекул. Последующие исследования показали, что при ИК МФ возбуждении молекул наряду с вращательным узким горлом (рис. 8.3.3) может существовать и колебательное узкое горло . Как уже отмечалось ранее, при комнатной температуре молекулы расселены по большому числу низколежащих колебательных уровней. Оказалось [64], что с излучением могут эффективно взаимодействовать молекулы преимущественно из достаточно узких зон, близких по энергии колебательных уровней. Причём ширина и положение такой зоны зависит от частоты излучения, поэтому они различны для двух изотопомеров. В результате в начальном колебательном распределении может образовываться провал (аналогично вращательному узкому горлу на рис. 8.3.3), который заполняется в результате колебательной релаксации. В итоге можно представить следующую качественную картину процессов, протекающих в течение лазерного импульса при повышении собственного давления газа. [c.457]

Находясь на уровне о состояния возбужденная молекула может либа вступить в фотохимическую реакцию, либо потерять колебательную энергию при столкновении и перейти в состояние 81, либо потерять энергию с потерей фотона. В растворе] происходит процесс колебательной релаксации молекула теряет избыток колебательной энергии при столкновении с молекулами растворителя. Этот процесс протекает в течение 10-1 —10- с. [c.441]

Для динамических испытаний наиболее характерны два типа течений — колебательное и релаксационное. В первом случае система подвергается синусоидальным внешним колебаниям известной частоты и амплитуды. Измеряются же частота, амплитуда и фаза колебаний (относительно заданной) в жидкости. При релаксации внешние условия, такие, как сила или деформация, подвергаются скачкообразному изменению от одного установившегося состояния к другому. Измеряемой величиной является реакция жидкости на изменение внешних условий, т. е. характеристика, описывающая переход в новое равновесное состояние. [c.76]

Распределение давления р х) определялось следующим образом. Для каждого топлива по результатам расчета параметров равновесного течения определялся средний показатель изэнтропы расширения. Затем рассчитывалось двумерное течение в осесимметричных соплах с угловой точкой в критическом сечении и равномерным потоком на выходе и определялось распределение давления вдоль линий тока. С помощью найденного таким образом распределения давления проводился расчет химически неравновесного течения при равновесном возбуждении колебательных степеней молекул по методике, описанной в работе [8]. Расчет проводился для определения молярных концентраций компонентов, которые входят в систему уравнений для колебательно неравновесного течения. При найденных распределениях молярных концентраций и том же самом распределении давления рассчитывалось течение вдоль струйки тока с колебательной релаксацией и определялись все параметры течения, в том числе и площадь струйки из уравнения неразрывности. [c.58]

МН/м. Видно, что в предельных случаях замороженного течения (т ) = 0) потери удельного импульса из-за химической и колебательной неравновесности имеют примерно одинаковое значение. Однако поскольку время релаксации процессов рекомбинации обычно значительно больше времени колебательной релаксации, при данных конкретных значениях Рсо и d, степень незавершенности процессов рекомбинации (а следовательно, и обусловленные этим потери удельного импульса) оказывается значительно больше, чем незавершенности процессов колебательной дезактивации. Потери удельного импульса, обусловленные колебательной неравновесностью, резко уменьшаются при увеличении параметра if. При значениях i 5>10 МН/м -мм они в несколько раз меньше, чем потери, обусловленные химической неравновесностью. [c.62]

ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В СОПЛАХ ПРИ НАЛИЧИИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ РЕЛАКСАЦИИ [c.250]

Течения с колебательной релаксацией [c.276]

ТЕЧЕНИЯ С КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ РЕЛАКСАЦИЕЙ 283 [c.283]

Одномерное приближение. Течение с релаксацией колебательных степеней свободы в сопле в одномерном приближении описываются, как н в случае течений с неравновесными химическими реакциями, системой уравнении (6.28) — (6.30), (6.32), [c.283]

В последнее время появились работы, посвященные расчетному исследованию течений в соплах Лаваля на основе решения полных уравнений Навье — Стокса [102, 103, 191, 204, 205]. В этих работах для нахождения стационарного решения используется метод установления. В работе [205] проведено исследование колебательно-неравновесного течения смеси СОг — N2 — О2 — Н2О в плоских соплах Лаваля при больших и умеренных числах Рейнольдса. Изучен ряд особенностей, свойственных этим течениям процессы колебательной релаксации в невязком ядре и пограничном слое, двумерный характер течения, влияние колебательной релаксации на распределение газодинамических параметров, обратное влияние пограничного слоя на течение в невязком ядре потока. [c.348]

Как известно из теории, молекулярные системы можно идентифицировать характеристическими энергетическими состояниями, состоящими из дискретных электронных, колебательных и вращательных уровней. При комнатной температуре большинство молекул определяемого вещества находится в основном электронном и колебательном состоянии. Взаимодействие с электромагнитным излучением определенного вида приводит к возникновению характеристических электронных, колебательных и вращательных переходов. Переход из таких возбужденных состояний в основное обычно осуществляется в течение 10 с либо с испусканием во всех направлениях фотонов с частотой, равной или меньшей, чем частота ранее поглощенных фотонов, либо путем безызлучательной релаксации (см. рис. 9-1). [c.146]

Перспективный метод изучения процессов обмена анергии был создан Норришем [440] и Портером [462]. Сущность этого Д18тода, называемого методом импульсного фотолиза, заключается в том, что исследуемый газ облучается в течение короткого времени (несколько микросекунд) интенсивным (тысячи джоулей источником света непрерывного спектра. В результате первичного или вторичных фотохимических процессов возникают радикалы или молекулы на различных колебательных уровнях. Спектроскопическая регистрация временного изменения концентраций этих частиц в определенных квантовых состояниях, обусловленная передачей энергии при столкновениях, дает возможность изучения колебательной релаксации. [c.79]

За последнее время было выполнено большое количество расчетно-теоретических работ, посвященных исследованию влияния кинетики химических реакций [299— 347], колебательной релаксации [348—357], электронноионной рекомбинации [358—363] на параметры высокотемпературных газовых потоков. Появился ряд монографий [262, 364—367], в которых рассмотрены основные особенности газовых течений при наличии релаксационных явлений. Интерес к неравновесным течениям в значительной мере обусловлен развитием ракетной техники, исследованиями в аэродинамических экспериментальных установках и МГД-генераторах. [c.118]

Расчеты показывают [392, 393], что при давлении Р атм и температуре Г 300°К время релаксации реакции (3.97) порядка 10 сек и ниже. Время релаксации реакции (3.98), ио данным авторов [392—394], в области температур 300—1000 °К и давлении Р= 1 атм изменяется в пределах от 10 до 10 сек. Значения времен колебательной релаксации N204 и N02 при нормальных условиях порядка 10- сек и ниже [32, 395]. Время колебательной релаксации кислорода при давлении Р= атм и температуре 7 = 300°К, как следует из данных работ [396— 399], составляет около 10 3 сек. Время колебательной релаксации N0 при этих условиях существенно меньше [400—404]. Сравнение приведенных величин показывает, что при расчете течений четырехокиси азота в диапазоне температур 300—1500 °К можно ограничиться только учетом кинетики реакции (3.98), полагая, что процессы колебательной релаксации N204, N02, N0, О2 и реакция (3.97) протекают квазиравновесно. [c.142]

Егоров В. В. Некоторые вопросы колебательной релаксации и учета эффектов реального газа при течениях в соплах и за ударными волнами. Канд. дне., МФТИ, 1976. [c.138]

Эффективность работы ДИК-лазера зависит от многих параметров способа накачки, давления и температуры рабочего газа, поляризации излучения накачки, параметров оптического резонатора, конкретный выбор которых определяется молекулярными характеристиками активной среды. Важнейшую роль играют скорости врап ательной и колебательной релаксаций, параметры насыщения переходов с поглощением и излучением. При недостаточно быстрой колебательной релаксации (эффект узкого горла ) инверсия заселенностей вращательных уровней в возбужденном колебательном состоянии будет существовать лишь в течение короткого промежутка времени после начала накачки, так как в результате вращательной релаксации, скорости которой выше скоростей колебательной релаксации, среди вращательных уровней быстро установится больцмановское распределение заселенностей. Возможно, в значительной степени с этим неучтенным должным образом в теории эффектом узкого горла связано расхождение в несколько раз эконериментальных и расчетных величин /Сус [12, 17]. Более полный учет процессов колебательной релаксации молекул и некоторых других эффектов приводит в случае непрерывного лазера на фторметане к лучшему согласию экспериментальных и теоретических значений его выходных параметров [29] (одна из программ расчета параметров ДИК-лазеров на ЭВМ описана в [30]). При низких давлениях рабочего газа и насыщении возбуждаемого перехода коэффициент усиления мал из-за малой абсолютной величины инверсии уровней. С ростом давления эта величина растет, однако растет и эффективность столк-новительной вращательной релаксации, приводящей к термализа-ции вращательных уровней. Из-за столкновительного уширения линии излучения уменьшается сечение вынужденного испускания. Кроме того, уменьшается скорость диффузии молекул, играющей важную роль в процессах колебательной релаксации. В результате Кус при давлениях выше некоторого оптимального начинает падать. Оптимальное давление большинства ДИК-лазеров составляет 4-ь40 Па, причем в одном и том же газе оптимальные давления для генерации на разных длинах волн обычно различны. [c.174]

Проведенные исследования показали, что в сверхзвуковой недорасширенной струе газа и плазмы могут быть созданы условия для изучения колебательной релаксации и релаксации Те в зоне свободного расширения и химической кинетики в области изобарического вязкого течения. В отличие от экспериментальных исследований в ударных трубах, в сверхзвуковых недорасширенных струях можно проводить исследования релаксации в стационарном режиме за висячим скачком и диском Маха, причем образование неравновесных параметров а,, Т , Т до фронта ударных волн позволяет расширить круг решаемых кинетических задач. [c.209]

Взаимосвязь процессов химической и колебательной релаксации не учитывалась. Проведенные расчеты подазали, что в условиях расширения продуктов сгорания современных химических топлив в соплах в первом приближении можно разделить эти процессы, поскольку колебательная неравновесность обычно становится заметной на таком расстоянии от критического сечения сопла, на котором химический состав является уже практически замороженным. Вместе с тем, для правильного определения температуры газа из уравнения энергии необходимо учитывать изменение молярных концентраций компонентов, которые, как уже отмечалось, предварительно определялись по программе расчета химически неравновесного течения в сопле. [c.59]

Фемтосекзгндные изменения. Эксперименты, выполненные с применением фемтосекундной техники (Матис, Шенк), позволили зарегистрировать изменения поглощения родопсина в области 480-580 нм на временах до 500 фс. Оказалось, что выцветание полосы поглощения родопсина при 500 нм и образование первичного фотопродукта полностью заканчиваются в течение 200-300 фс. Это намного короче, чем время обычной электронно-колебательной релаксации (10 -10 с). [c.422]

Были обнаружены также когерентные колебания абсорбции в области полосы поглощения бато-продукта (530-580 нм) с периодом 0,1 пс. Авторы приписали эту колебательную моду торсионным осцилляциям скелета ретиналя. На рис. XXIX. 18 приведена схема возникновения этих колебаний. Как видно, при движении вдоль торсионной координаты по поверхности потенциальной энергии 51 синглетного возбужденного состояния родопсина в течение 200 фс происходит переход на кривую основного состояния Зо батопродук-та. Этот быстрый переход в области пересечения кривых 1 и 5о совершается без потери когерентности колебаний волнового ядерного пакета и не сопровождается колебательной релаксацией в возбужденном состоянии родопсина (см. рис. XXIX.9). Высокая скорость достижения области пересечения и большая вероятность перехода на поверхность 5о бато-продукта определяют высокий квантовый выход образования бато-продукта. Согласно экспериментальным данным, соотношение квантовых выходов переходов из возбужденного состояния 1 в исходную форму и бато-продукт составляет 0,33 0,67. [c.423]

В работе [20] численно решена задача о течении газа в плоском сопле прп наличии неравновесной релаксации колебательных степеней свободы. Определены колебательные температуры различных мод, установлена инверсная заселенность уровней и определен коэффициент усиления. Исследовано влияние геометрических параметров сопла на инверсную заселенность уровней и коэффициент усиления и иродемопстрировапа вангность учета двумерных эффектов нри их определении. На рис. 6.13, а показаны липии М = onst в плоском сопле с угловой точкой при учете (сплошные липии) и без учета (штриховые линии) колебательной релаксации. Оче- [c.286]

В свободнодисперсных системах частицы дисперсной фазы не связаны мелсду собой и способны независимо перемещаться в дисперсионной среде. Такие бесструктурные системы проявляют способность к вязкому течению и качественно ведут себя как чистая дисперсионная среда (жидкость или газ). Сюда относятся разбавленные эмульсии и суспензии, коллоидные растворы (золи). В связнодисперсных системах частицы дисперсной фазы образуют непрерывные пространственные сетки (структуры) они теряют способность к поступательному движению, сохраняя лишь способность к колебательному движению. К ним относятся гели, студни, концентрированные суспензии (пасты) и эмульсии, а также пены и порошки. Такие системы проявляют некоторые свойства твердых тел — способны сохранять форму при небольших нагрузках, обладают прочностью, часто упруги. Однако вследствие малой прочности связей между отдельными элементами сетки такие системы легко разрушаются — обратимо (приобретая способность течь) и необратимо (проявляя хрупкость). Существует также ряд переходных систем, получивших название структурированные жидкости . В структурированных жидкостях частицы дисперсной фазы склонны к сильному взаимодействию, но концентрация их недостаточна для создания единой пространственной сетки. Эти системы способны течь, имеют малый модуль упрз гости, но течение их не подчиняется законам течения идеальных жидкостей, а период релаксации велик и приближается к значениям, характерным для твердых тел- [c.429]

Реометр с контролируемым напряжением сдвига в колебательном режиме типа С81500 фирмы Карри-Мед с рабочим узлом типа конус-плоскость рекомендован [11] для изучения растворов полимеров, обладающих сеткой. Исследования проводят при 25 С в режиме установившегося течения. Ассоциированные полимеры в растворе легко разрушаются под действием постоянного напряжения сдвига, но при действии малых осциллирующих напряжений удается определить времена релаксации для ассоциированного полимера, которые на 4 порядка выше, чем при установившемся течении. [c.501]

Заметные отклонения величины поглощения от значений, предсказываемых формулой (2.20), возможны также, если при распространении ультразвуковой волны в среде происходят так называемые релаксационные явления. Последние связаны с тем, что некоторая часть энергии ультразвуковой волны Иоглощается молекулами многоатомной газообразной или жидкой среды, воз -буждая их колебательные и вращательные энергетические уровни. Передача энергии от внешних (поступательных) степеней свободы, возбуждаемых волной, к внутренним происходит в течение некоторого характерного времени т, называемого временем релаксации. В области частот колебаний ш 1/т будет происходить избыточное по сравнению с классическим поглощение ультразвука. Частотная зависимость релаксационного поглощения описывается законом [c.41]

Как отмечалось выше в связи с уравнениями (13) и (14), если диффузионные и колебательные движения в жидкости считать не коррелированными между собой, то как в законе рассеяния, так и в обобщенной автокоррелятивной функции колебательный и диффузионный вклады могут быть перемножены. Закон рассеяния и сечение для колебательной составляющей рассматриваются в гармоническом приближении. Вообще использование гармонического приближения для описания колебательных характеристик термолабильных комплексов является сомнительным в связи с тем, что связи разрываются и образуются вновь, а молекулы переориентируются. Однако если молекулы находятся в связанном состоянии(10 -10 с) дольше, чем в течение периода межмолекулярных колебаний (10 -10 с), и время взаимодействия нейтронов меньше времени релаксации, но больше периода колебаний, то спектр рассеянных нейтронов будет иметь четко выраженный максимум, характеризующий колебания молекул. Таким образом, в этом интервале времен взаимодействия жидкость "подобна" твердому телу. Поэтому при исследовании воды и ионных растворов наблюдаемые колебания в первом приближении рассматриваются как гармонические. Однако, так как время релаксации связанных молекул ограничено, происходит уширение идеального дискретного уровня энергии гармонического осциллятора [10,13]. [c.215]

Адиабатический метод позволяет осуществлять термические реакции, приводящие к пиролизу, или взрывные реакции, сопровождающиеся образованием свободных радикалов, изменение концентрации которых можно наблюдать спектроскопически через промежутки времени, измеряемые микросекундами, или же непрерывно с помощью фотоэлементов и осциллографа. Изотермический метод впервые дал возможность экспериментального исследования релаксации колебательной энергии с высоких уровней без повышения температуры. Этим методом было показано, что реакции атомов с молекулами очень часто дают продукты, находящиеся на высоких колебательных уровнях кроме того, он позволил получить и расшифровать спектры поглощения свободных радикалов и возбужденных молекул, образующихся фотохимическим путем. Во всех изучавшихся случаях мы были ограничены продолжительностью фотоимпульса и спектроимпульса, составлявших в обычных условиях 15 и 1 мксек и измеряемых как полупериоды при энергиях соответственно 2000 и 100 дж. Анализ всех упомянутых процессов мог бы быть улучшен путем уменьшения продолжительности обоих импульсов при сохранении той же энергии, это дало бы возможность получать более высокие концентрации промежуточных веществ и наблюдать их реакции и спектры в течение более коротких промежутков времени. Общими условиями для этого являются малая емкость, высокое напряжение и уменьшение самоиндукции, а также преодоление сопряженных со всем этим трудностей. Большие возможности метода заставили нас согласиться на принятое нами неизбежное в настоящее время компромиссное решение аппаратурной задачи. Таким образом, нам приходится ограничиваться исследованием промежуточных веществ с временами жизни порядка 1 мксек и выше. [c.561]

В итоге для различных случаев течения газа с различными физико-химическими процессами на границе (аккомодация импульса и энергии однокомпонентного газа, испарение вещества поверхности в многокомпонентную смесь, гетерогенные химические реакции, колебательная многотемпературная релаксация и т. д.) получим [15 — 22] [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология