Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
При малых степенях ионизации плазмы, когда вкладом ионов в вязкость можно пренебречь, вязкость плазмы растет с ростом температуры. Поскольку обычно Ope3 » Cynp, при NiINa ~ аупр/Орез ^ 1 зависимость
Таблица 20.3. Максимальные значения вязкости плазмы инертного газа i]max и соответствующей температуры Tmax [8, 9]
Газ р, Па Tmа„ К NifNa Лта*, Па-с
Ar IO4 7800 0,069 3,0-IO-4
IO6 8600 0,058 3,4-Ю"4
IO6 10 200 0,048 3,9-IO-4
Kr 1№ 10 000 0,060 3,3-Ю-4
Xe IO6 9000 0,067 3,4-Ю-4
вязкости от температуры имеет максимум. В табл. 20.3 приведены максимальные значения вязкости для равновесной плазмы инертных газов. В табл. 20.4—20.7, рис. 20. 1 приводятся значения вязкости равновесной плазмы инертных газов, воздуха и Cs при различных давлении и температуре [8—11]. Погрешность приводимых данных 10—30%.
Таблица 20.6. Вязкость плазмы воздуха при атмосферном давлении и различной температуре [10]
Т, IO3 К 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 т], IO-4 Па-с 0,71,21,82,4 2,8 2,1 1,2 0,6 0,3 0,1
Таблица 20.7. Вязкость частично ионизованного пара Cs при различных давлении и температуре [11]
т, IO3 к Давление, Па
10 IOs IO3 IC4 IO5 10«
2 317 386 406 413 412 412 418
3 6,85 3,88 398 480 561 583 592
4 3,34 6,64 19,6 49,5 224 488 663
5 5,58 7,93 11,7 18,8 66,8 226 482
7 11,6 15,0 19,4 25,4 48,1 37,7 80,5 221
10 26,0 31,4 38,2 63,2 91,0 188
Ar
да^ПаІіЛ
10*'у
100 10 ' _i_Li Illl
В 10 14- 18 ZZ ZB 30 Т, IO1K
Таблица 20.4. Вязкость плазмы гелия и аргона при атмосферном давлении и различной температуре [8, 9], IO-4 Па с
Т, 2 3 4 5 6 7 8 9 Iu И 12 IO3K
Не 0,72 — 1,3 1,6 1,8 2,1 2,4 2,9 2,9 3,2 3,3
Ar 0,82 1.1 1.3 1,6 1.9 2,1 2.4 2.7 2.9 3.0 —
Таблица 20.5. Вязкость плазмы ксеяона при различных давлении и температуре [8, 9], Ю-4 Па-с
Температура, к
р, Па 6000 7000 8000 9000 1000
IO4 IO6 10е 2,6 2,6 2,6 2,9 3,0 3,0 3,0 3,3 3,3 2,7 3,4 3,6 1,7 3,2 3,9
436.
Рис. 20.1. Вязкость равновесного частично ионизован- ! ного аргона при различных давлении и температуре
20.3. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ИОНИЗОВАННОГО ГАЗА
Перенос тепла в ионизованном газе осуществляет- |
ся как за счет нейтральных, так и заряженных частиц. J
При этом в слабоионизованном газе вклад положитель- ¦
ных ионов в теплопроводность относительно невелик, по- '
скольку значения энергии, переносимой ИОНОМ И ней- І
тральным атомом, сопоставимы, а доля ионов относи- ї
тельно мала. Электроны, скорость которых значительно \
превышает скорость тяжелых частиц, вносят заметный I
вклад в теплопроводность плазмы уже при малых степе- '
нях ионизации NeINa^V"i/M (т — масса электрона; j М—масса атома, иона). При этом, поскольку обмен
энергией электронов с атомами мал (~т/М), вклады в ¦
теплопроводность нейтральных частиц и электронов ад- •
дитивны. Наряду с этим определенный вклад в теплопро- I.
водность равновесного ионизованного газа вносит про- ~
цессустановления ионизационного равновесия^ <->Л+ | е, j Атомы переходят в область с более высокой температурой и там ионизуются, перенося таким образом энергию, равную потенциалу ионизации. Наоборот, заряженные частицы, переходя из более нагретой области в менее нагретую, рекомбинируют там, также перенося такую же энергию в том же направлении. Таким образом, коэффициент теплопроводности слабоионизованной равновесной плазмы у. представляется в виде
* = + + *int,
где х0, 'Xf, v.inT — вклады в теплопроводность, обусловленные нейтральными частицами, электронами и переносом энергии ионизации соответственно. Вклад последнего слагаемого в теплопроводность максимален при Ne/Na~ т/М и в этих условиях достигает 30%. Поскольку равновесная степень ионизации газа зависит не только от температуры, но н от давления, теплопроводность ионизованного газа также существенно зависит от этих двух параметров. Погрешность приводимых в табл. 20.8 данных составляет ~10%- В табл. 2.9 представлены данные о теплопроводности плазмы воздуха.
Таблица 20.8. Теплопроводность плазмы инертных газов при атмосферном давлении и различной температуре, 10~2 Вт/(см К) [81
Таблица 20.9 Теплопроводность плазмы воздуха при атмосферном давлении и различной температуре Ю-2 Вт/(см- К) [10]
Температура, IO4 К
Газ І 2 3 4 5 в 7 ® * 10
Не 0,51 0,66 Ne 0,17 0,22 Ar 0,0550,08 Kr 0,032 0,045 Xe |0,02410,030 1,0 0,29 0,1 0,052 0,038 1,2 0,32 0,12 0,07 0,05 1,5 0,35 0,14 0,09 0,06 1,7 0,4 0,17 0,12 0,08 1,9 0,45 0,23 0,19 0,14 2,1 0,54 0,37 0,40 0,40 2,3 0,63 0,84 0,89 1,1
Т, 10* к * т, 10» к ¦ I I 10=" к "І I 10» к
2 0,12 7 3,42 ! 12 2,57 17 2,95
3 0,51 8 1,75 13 3,35 18 2,44
4 0,74 9 1,38 14 3,94 19 2,21
5 0,77 10 1,44 15 4,0
6 2,07 ' 11 2,0 I >6 3,46 I
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бычков В. Jl., Елецкий А. В., Смирнов Б. М. Химия плазмы/Под ред. Б. М. Смирнова. Вып. 10. M.: Энер-гоатомиздат. 1983.
2. Gallagher J. а. e.//J. Phys. Chem. Ref. Data. 1983. Vol. 12. P. 109—161.
3. Смирнов Б. IYV Ионы и возбужденные атомы в плазме. M.: Атомиздат. 1974.
