Изобретение относится к газовой динамике и может быть использовано для изучения кинетики процесса термической ионизации в высокоскоростном потоке газа, например, в ударных волнах. Знание механизма и констант скоростей ионизации и рекомбинации газов при высоких температурах необходимы в расчетах высокоскоростных течений, обтекания гиперзвуковых аппаратов и т. д. Известны способы определения констант скоростей гомогенных реакций ионизации и рекомбинации при высоких температурах газа путем измерения концентрации ионизованных компонентов в неравновесной зоне. Недостаток известных способов заключается в том, что измерения ведутся в нестационарных условиях. По мере достижения ионизационного равновесия изменяется температура газа, а следовательно, и константа скорости процесса ионизации. Этот эффект сказывается даже в благородных газах и оказывается намного сильнее в диссоциирующем газе типа воздуха, где процесс ионизации начинается до завершения диссоциации и поэтому подвержен охлаждающему эффекту диссоциативной релаксации. Цель изобретения - повышение точности определения константы скорости ионизации. Эта цель достигается так. На высокоскоростной поток термически ионизованного газа с установившимися равновесными значениями температуры и концентрации компонентов, в том числе ионов п электронов, накладывают поперечно направленное постоянное магнитное поле. При этом осуществляют эффективное торможение наиболее тяжелых заряженных частиц в зоне магнитного поля п создают стационарный избыток их в зоне поля п понижение концентрации на выходе из этой зоны по сравнению с равновесным значением. Далее измеряют распределение концентрации заряженных частиц вниз по потоку в газе, вытекающем из зоны магнитного поля, т. е. прослеживают процесс установления равновесия. Используя уравнения химической кинетики, вычисляют величину константы скорости ионизации. Для повышения точности можно находить и константы скорости рекомбинации, параллельно измеряя концентрацию заряженных частщ; и зоне магнитного поля (параметры невозмущенного газа считаются известными и контролируемыми) и по законам химической кинетики вычисляя константу скорости рекомбинации. Необходимым условием для обеспечения изотермических условий процесса ионизации является малость равновесной концентрации заряженных частиц по сравнению с концен
Авторы
Даты
1973-01-01—Публикация