Etude des écarts à l’équilibre thermique dans les plasmas d’arc

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علوم بحتة وطبيعية

الملخص

Dans certaines conditions les plasmas considérés comme thermiques, peuvent présenter certainsécarts à l’équilibre qui se manifestent de deux façons: déséquilibre thermique qui conduit à desplasmas « à deux températures » dans lesquels la température des électrons est supérieure à celle desparticules lourdes car le transfert d’énergie par collisions élastiques entre ces deux catégories manqued’efficacité; déséquilibre chimique dû soit à la présence de réactions non réversibles (transitionsradiatives en particulier), soit à l’existence de réactions qui mettent en jeu les électrons dans un sensmais pas dans l’autre sens. La partie la plus importante dans ce travail concerne le calcul de lacomposition du plasma en fonction de paramètres tels que les températures des particules et lapression.Dans le cas des plasmas à l’équilibre thermodynamique, la méthode de la minimisation del’enthalpie libre est employée. pour cela une banque de données thermodynamiques, nécessitant lecalcul des fonctions de partitions de chaque espèces prise en compte, est constituée.Dans le cas des plasmas hors d’équilibre thermique, l’enthalpie libre totale est établie en associantune température à chaque degré de liberté. Les fonctions de partition des espèces diatomiques doiventalors être modifiées. Cette méthode de calcul permet plusieurs hypothèses sur les températuresinternes : rotation, vibration, et excitation électronique.Under certain conditions the thermal plasmas considered, may be some discrepancies in the balancemanifested in two ways: thermal imbalance that leads to plasma "two temperatures" in which theelectron temperature is higher than for heavy particles energy transfer by elastic collisions betweenthese two categories inefficiencies; chemical imbalance is due to the presence of non-reversiblereactions (radiative transitions in particular) or the existence of reactions that involve electrons in adirection, but not in the other direction. The most important part of this work concerns the calculationof the composition of the plasma parameters such as particle temperatures and pressure.In the case of the plasmas in equilibrium thermodynamics, the method of Gibbs energyminimization is used. For this a library of thermodynamic data, requiring the calculation of functionsof each species sheets taken into account, is formed.In the case of non-thermal equilibrium plasmas, the total enthalpy is determined by associating atemperature at each degree of freedom. The partition functions of diatomic species must be changed.This method makes several assumptions about the internal temperatures: rotational, vibrational, andelectronic excitation.

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Etude des écarts à l’équilibre thermique dans les plasmas d’arc

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