Cтраница 4
Оказалось, что за фронтом ударной волны в кислороде Тт изменяется монотонно, а изменение Ттх имеет немонотонный характер ( на профиле Tmi появляется максимум), а для азота монотонный характер изменения ТК01 сохраняется. В этом решении важен принципиальный подход к взаимному влиянию колебательной релаксации и термической диссоциации. Результаты расчета надо считать весьма спорными, так как в [142] предположено, что процесс диссоциации не нарушает больцмановского распределения молекул по колебательным уровням, что, безусловно, неверно. Это предположение отброшено в [13], где проведен последовательный анализ вопроса для системы обрезанных гармонических осцилляторов. В результате этого анализа показано, что незавершенность процесса колебательной релаксации к моменту начала диссоциации приводит к тому, что скорость диссоциации определяется в основном колебательной температурой, а не поступательной. Процесс диссоциации существенно сказывается на скорости колебательной релаксации. По мнению автора [13], можно все же говорить об установлении некоторого квазистационарного режима, при котором колебательная энергия определяется скоростью диссоциации в этот же момент времени. Там же далее утверждается, что формирование квазистационарного распределения предшествует диссоциации и экспериментально наблюдается как время задержки диссоциации [ 13, стр. [46]
Расчеты показывают [392, 393], что при давлении Р атм и температуре Г ЗОО К время релаксации реакции (3.97) порядка 10 - 6 сек и ниже. Время релаксации реакции (3.98), шо данным авторов [392-394], в области температур 300 - 1000 К и давлении Р - 1 атм изменяется в пределах от 102 до 10 - 1 сек. Время колебательной релаксации кислорода при давлении Р1 атм и температуре Г300 К, как следует из данных работ [396- 399], составляет около 10 - 3 сек. 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 N2O4, NO2, NO, O2 и реакция (3.97) протекают квазиравновесно. [47]
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 вращательной 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. 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 - - 40 Па, причем в одном и том же газе оптимальные давления для генерации на разных длинах волн обычно различны. [48]