Физико-химические процессы в газоразрядной плазме смесей азота, кислорода и водорода тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

На правах рукописи

Попов Николай Александрович

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ПЛАЗМЕ СМЕСЕЙ АЗОТА, КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА

01.04.08 - физика плазмы

□03479131

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 2009

003479131

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Н.Л. Александров (МФТИ)

доктор физико-математических наук, профессор Ю.А. Лебедев (ИНХС РАН)

доктор физико-математических наук, Г.В. Найдис (ОИВТ РАН)

Ведущая организация: Институт общей физики

имени A.M. Прохорова Российской Академии Наук

Защита состоится " 28 " октября 2009 г. в 15 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 501.001.45 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, дом 1, стр. 5 (19 корпус НИИ Ядерной физики МГУ), ауд. 2-15.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НИИ Ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан "<2i" июля 2009 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 501.001.45 при МГУ имени М.В. Ломоносова кандидат физико-математических наук Вохник О.М.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Наработка активных частиц и возбуждение внутренних степеней свободы молекул в газоразрядной плазме существенно повышают реакционную способность смесей, однако для использования этого обстоятельства необходим детальный анализ механизмов протекания физико-химических процессов и адекватное описание конкретных реакций с участием возбужденных в разряде частиц. В процессе моделирования различных электроразрядных систем основное внимание исследователей, как правило, уделяется реакциям наработки заряженных частиц. В большинстве случаев основным источником заряженных частиц являются процессы ионизации молекул газа электронным ударом. В азотсодержащих смесях реальную конкуренцию этим процессам могут составить реакции ассоциативной ионизации с участием колебательно-возбужденных молекул в основном состоянии ^(Х1!* ,у> 32), метастабильных электронно-возбужденных молекул Ы2(А3£*), ^(а'1!,/),

атомов >4(2Р), М(2Б) и др. Эти реакции играют важную роль, определяя такие характеристики электроразрядной плазмы, как концентрация электронов, ионный состав, время развития неустойчивостей и др. Процессы ассоциативной ионизации являются основным каналом наработки заряженных частиц в послеразрядный период, когда отсутствуют другие источники ионизации, что может быть существенно, в частности, при исследовании им-пульсно-периодического режима горения разрядов.

Важной характеристикой электроразрядных систем является скорость нагрева газа в зоне действия разряда. В большинстве случаев возбуждение газа является существенно неравновесным, поэтому лишь малая часть энергии идет непосредственно в нагрев смеси. В молекулярных газах энергия разряда в основном затрачивается на колебательное возбуждение, электронное возбуждение и диссоциацию молекул. В азотсодержащих смесях время релаксации энергии колебательного возбуждения молекул азота в процессах УТ -релаксации и УУ' - обмена, как правило, достаточно велико. Экспериментальные исследования свидетельствуют о существенно более быстром (чем времена колебательной релаксации) нагреве газа в разрядах, что связано с тушением электронного возбуждения атомов и молекул. Данные о быстром нагреве газа могут быть использованы для решения целого ряда задач плазменной аэродинамики, в частности, оптимизации работы современных плазменных актуаторов, призванных обеспечить эффективное управление характеристиками потока вблизи поверхности летательных аппаратов.

В случае быстрого пространственно неоднородного нагрева газа возможна тепловая контракция разряда, связанная с развитием ионизационно-перегревной неустойчивости. Модель контракции разряда при заданном токе составляет основу современного представления о механизме формирования очередного элемента лидерного канала в воздухе атмосферного давления. Все детали этого процесса заслуживают тщательного изуче-

ния, поскольку лидерный процесс является основным элементом теории пробоя длинных воздушных промежутков, а адекватная оценка электрической прочности воздушных промежутков крайне важна для приложений. Процессы быстрого нагрева газа и реакции ассоциативной ионизации, составляя основу механизма стримерно-лидерного перехода, в значительной степени определяют время этого перехода и скорость распространения лидера. Величина скорости измеряется во многих работах и является одной из основных характеристик лидерного процесса.

В последнее время активно обсуждается проблема неравновесного плазменно-стимулированного воспламенения горючих смесей. Сейчас в большинстве практически интересных случаев поджиг горючих смесей осуществляется путем повышения температуры до значений, превышающих предел воспламенения Т8\ Влияние дополнительного неравновесного возбуждения может приводить к сокращению периода индукции горючей смеси, к снижению температурного предела воспламенения, то есть зажиганию смеси при начальных температурах, меньших Тг , кроме того, появляется возможность дополнительного управления процессом воспламенения.

Влияние газоразрядной плазмы на процесс поджига горючих смесей сводится к наработке в разрядах химически активных частиц, которые, участвуя в цепных химических реакциях, приводят к воспламенению смеси. В зависимости от величины приведенного поля Е/Ь!, которое реализуется в используемых разрядах, происходит преимущественная наработка либо атомарных частиц, либо электронно-возбужденных 02(а1Дг), СЬСб'Х^) и

колебательно-возбужденных молекул. Наличие электронно- колебательно- возбужденных молекул существенно увеличивает скорости цепных реакций с их участием и позволяет надеяться на возможность воспламенения горючих смесей при относительно низких начальных температурах. Это оказывается существенно для увеличения полноты сгорания топлива в потоках газа с резко неоднородным профилем температуры (когда имеются области относительно холодного газа), при анализе возможности использования обедненных горючих смесей, уменьшения вредных выбросов и др.

Целью диссертационной работы является исследование плазмохимических процессов, инициированных воздействием электрических разрядов и, в ряде случаев, электронных пучков на азотно-кислородные и горючие газовые смеси. Последние рассматриваются на примере смесей водорода с кислородом и воздухом.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Получена полуэмпирическая оценка констант скоростей реакций ассоциативной ионизации с участием электронно-возбужденных атомов азота Щ2Р) + №(2Р) -> е + N2* и Ы(2Р) + 0(3Р) —> е + N0*. Впервые показана необходимость учета этих процессов для адекватно-

го описания результатов экспериментов по аномально медленному распаду газоразрядной азотной плазмы, данных по динамике роста концентрации электронов в розовом послесвечении разрядов в азоте и увеличению скорости вторичной ионизации при добавлении в поток диссоциированного азота молекул N0.

2. Разработана модель быстрого нагрева азотно-кислородных смесей, возбужденных газовым разрядом. В рамках этой модели основной нагрев происходит в реакциях предиссо-циации силыговозбужденных электронных состояний кислорода, которые заселяются либо электронным ударом, либо при тушении возбужденных состояний N2. Впервые для каждой из этих реакций получены величины энергии, затрачиваемой на нагрев газа в результате релаксации поступательных степеней свободы образующихся атомарных частиц. Впервые для воздуха получена зависимость доли энергии разряда, поступающей в нагрев газа, от величины приведенного электрического поля Е/М Эта зависимость может быть использована для упрощенного описания явления быстрого нагрева.

3. Представлена модель формирования колебательной функции распределения метаста-бильных электронно-возбужденных состояний ^(Л3!* Впервые показана необходимость учета влияния колебательного распределения ^(А3^ * ,у) на скорость нагрева азота в газоразрядной плазме.

4. Разработана численная модель, позволяющая при заданном токе исследовать формирование очередного элемента лидерного канала в воздухе. В рамках этой модели впервые были получены и проанализированы зависимости скорости лидера от тока, что является важным шагом на пути построения полной самосогласованной модели лидерного процесса. Разработанная в диссертации модель включает процессы ассоциативной ионизации, быстрого нагрева газа и газодинамического разрежения плазменного канала, которые являются ключевыми для определения характеристик начальной стадии эволюции лидерного канала.

5. Представлена модель воспламенения водород-кислородных смесей, дополненная реакциями с участием молекул синглетного кислорода 02(а'дЕ). Впервые в рамках единой модели удалось описать все основные экспериментальные данные по динамике тушения синглетного кислорода в Н2 : О2 смесях в диапазоне температур Т0 = 300 - 1000 К. Выделены главные процессы, определяющие влияние 02(а'А£) на воспламенение водород-кислородных и водородо-воздушных смесей и проведено сравнение влияния добавок молекул 02(а'де) и атомов кислорода на времена индукции данных смесей.

6. Разработана самосогласованная модель, описывающая воздействие электрического разряда на водородо-воздушные смеси. Впервые показана важная роль нарабатываемых в разряде возбужденных атомов О('О) в механизме низкотемпературного окисления водорода. Получено согласие результатов расчетов с имеющимися экспериментальными дан-

ными по окислению водорода и времени воспламенения стехиометрической водородо-воздушной смеси импульсно-периодическим наносекундным разрядом.

Достоверность полученных результатов подтверждается результатами тестирования основных элементов разработанных моделей. Результаты тестовых расчетов согласуются с аналитическими решениями, данными экспериментов и расчетами других авторов, что говорит об обоснованности научных положений, лежащих в основе представленных моделей и достоверности полученных в диссертации данных.

Практическая значимость

Полученные в работе данные о быстром нагреве газа в электроразрядной плазме могут быть использованы для решения целого ряда задач плазменной аэродинамики, в частности, оптимизации работы современных плазменных актуаторов на базе импульсно-периодического скользящего разряда. Эти разряды призваны обеспечить эффективное управление характеристиками потока вблизи поверхности летательных аппаратов за счет контроля зоны ламинарно-турбулентного перехода.

Результаты исследования характеристик слаботочных тлеющих разрядов в воздухе атмосферного давления, применяемых в последнее время для проведения медико-биологических исследований, могут быть использованы для анализа механизмов инициирования плазменно-стимулированных биологических процессов и оптимизации создаваемых для этого газоразрядных систем.

Полученные данные о характеристиках электроразрядного воспламенения горючих смесей позволили сформулировать основные требования к разрядным системам, которые планируется использовать для плазменно-стимулированного поджига этих смесей, повышения устойчивости горения обедненных смесей и полноты сгорания неперемешанных смесей топлива и окислителя.

Апробация работы

Результаты работы являются итогом более чем 25-летних исследований автора в области физики и химии газоразрядной плазмы. Основные результаты, представленные в диссертации, докладывались на Международных симпозиумах по теоретической и прикладной плазмохимии (Иваново, 1995, 2002, 2005, 2008), Международных конференциях по физике плазмы и УТС (Звенигород 2004-2009), AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (Reno, 2005-2008), Международных совещаниях по магнито-плазменной аэродинамике в аэрокосмических приложениях (Москва, 2002, 2003, 2005, 2007, 2009), Семинарах по современным проблемам аэрогидродинамики (Сочи, 2004, 2006, 2007), Европейских конференциях по атомной и молекулярной физике в ионизованных газах (С-Петербург, 1992; Тулуза, 1997; Варшава, 1999), Конференциях по физике низкотемпературной плазмы (Петрозаводск, 1995, 1998), Конференциях по физике газового разряда

(Самара, 1994; Рязань, 2002), Международных конференциях по явлениям в ионизованных газах (Тулуза, 1997; Эйндховен, 2005), Всесоюзной конференции по физике низкотемпературной плазмы (Минск, 1991), Международном совещании по сильным микроволновым полям в плазме (Нижний Новгород, 1993), Международном семинаре по неравновесным процессам и их применению (Минск, 1994), Симпозиуме по элементарным процессам и химическим реакциям в низкотемпературной плазме (Низкие Татры, 1998), Международном симпозиуме по плазмохимии (Орлеан, 2001), А1АА Конференции по плазмодинамике и лазерам (Сан Франциско, 2006), а также на семинарах в НИИ Механики МГУ, НИИ Ядерной физики МГУ, ИВТ РАН, ИОФ РАН, ИНХС РАН, ИПМ РАН и др.

Публикации

Список основных публикаций по теме диссертации включает более 80 работ, в том числе 33 статьи в реферируемых журналах, 19 статей в научных сборниках и материалах конференций, а также тезисы докладов на конференциях.

Личный вклад автора. Изложенные в диссертации результаты получены соискателем самостоятельно. В разделе 2.4 Главы 2, материалы которого получены в соавторстве, соискателем предложена постановка задачи, сформирована система основных реакций, включающих процессы ассоциативной ионизации, а также проведены отдельные расчеты.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения, изложена на 348 страницах, включает 128 рисунков, 14 таблиц и списка цитируемой литературы из 400 наименований.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В Главе 1 представлен обзор основных исследований, выполненных по теме диссертации, к моменту ее написания. Обзор включает работы, связанные с исследованием реакций ассоциативной ионизации в азоте, механизмов быстрого нагрева газа в электроразрядной плазме, формирования и развития лидерного канала в воздухе, влияния неравновесного возбуждения на воспламенение водород-кислородных и водородо-воздушных смесей и др.

Глава 2. Реакции ассоциативной ионизации с участием возбужденных атомов азота.

К настоящему времени уже накоплено значительное число экспериментальных исследований, в которых наблюдались явления, свидетельствующие о наличии дополнительных источников ионизации на стадии горения разряда, а также об аномально низких

скоростях распада азотной плазмы в послеразрядный период. Эти явления объясняются возможностью образования заряженных частиц в реакциях ассоциативной ионизации, которые протекают по следующей схеме:

А* +В* -> АВ+ + е, где А* и В - возбужденные состояния атомов или молекул.

Во многих современных кинетических моделях для описания процессов наработки заряженных частиц в азотной плазме привлекаются реакции ассоциативной ионизации с участием электронно-возбужденных молекул [1]:

К2(А31:)+1Ч2(А3£:)^е + ^+, (1)

Ща-^О + ^лХ^с + КД (2)

Однако эти процессы не позволяют объяснить всей совокупности экспериментальных данных. В частности, известно, что наличие в азоте даже малых добавок Ог и N0 приводит к заметному возрастанию концентрации электронов в распадающейся плазме. Причем этот эффект имеет место и тогда, когда молекулы О2 и N0 добавляются после окончания действия разряда. Появление в смеси молекул кислорода и N0 приводит к дополнительному тушению электронно-возбужденных состояний ^(А32*) и ^(а'1!^"), поэтому включение в модель только реакций (1,2) не позволяет объяснить данное явление и необходим поиск новых процессов образования заряженных частиц.

В Главе 2 приведены результаты исследования реакций ассоциативной ионизации с участием возбужденных атомов азота Ы(2Р). Представлено описание модели, включающей процессы образования возбужденных атомов 1Ч(2Р) и реакций ассоциативной ионизации с их участием:

К(2Р) + М(2Р)->К2+ +е, (3)

>}(2Р) + 0(3Р) -» >ГО+ + е. (4)

Для констант скоростей реакций ассоциативной ионизации (3,4) может быть получена следующая оценка [2]:

каЛТ)<^ /^ = 2.5-10-" Шш3/с, (5) у пц V 300

где // - приведенная масса сталкивающихся частиц, Т - температура газа в К. Согласно данным [3], имеется электронное состояние, кривая потенциальной энергии которого, с одной стороны, сходится к диссоционному пределу М(2Р) + М(2Р), а с другой - пересекает терм иона Н2+(А2Пи,у) вблизи первого колебательного уровня. В этом случае координата точки пересечения с термом основного состояния иона И2+(Х2 Е *) составляет примерно Л,-= 0.128 ± 0.002 нм. Это значение Л, было использовано для оценки скорости реакции (3). Аналогичная оценка, с учетом данных [2], может быть получена и для процесса (4). Следует отметить, что появление заряженных частиц в реакции атомов И(2Р) с 0(3Р) было

экспериментально зафиксировано в [4], где также была определена скорость тушения Ы(2Р) на атомах кислорода к„ = (1.7 ± 0.4)-10'" см3/с.

Полученная полуэмпирическая оценка (5) скоростей реакций кз и к^ проверялась далее путем сравнения результатов численного моделирования с данными экспериментов, в которых процессы ассоциативной ионизации играют значительную роль. Рассматривались такие источники возбуждения как искровой разряд, электронные пучки, несамостоятельный тлеющий разряд и др.

Рис. 1. Динамика концентрации электронов в послесвечении импульсного искрового разряда в азоте. Значки -экспериментальные данные [5], кривые - результаты расчета (см. текст).

В качестве примера на рис. 1 приведены результаты расчета динамики распада плазмы импульсного искрового разряда в азоте при Р = 50 Тор для условий экспериментов [5]. В этой работе для возбуждения газа использовался разряд ёмкости С = 1 нФ, заряженной до 10 кВ. Концентрация электронов измерялась зондами на расстоянии 30 - 80 см ниже по потоку от зоны разряда.

В результате воздействия данного разряда достигается высокая степень диссоциации молекул азота [N(4S)]/[N2] < 510"3, что определяет относительно высокую эффективность протекания реакций ассоциативной ионизации (3): рекомбинация атомарного азота 2-N(4S) + N2 -> N2(A3Z *, B3ng) + N2 приводит к появлению электронно-возбужденных молекул, тушение которых на атомах N(4S):

N2(A3i;) + N(4S)^N(2P) + N2(v). (6) является основным источником возбужденных атомов N(2P) в послсразрядный период.

На рис. 1 представлены результаты расчетов для различных значений начального радиуса плазменного канала Rc = 0.4 см (сплошная линия) и Rc = 0.6 см (штриховая). Как видно, изменение величины Rc не сильно сказывается на динамике заряженных частиц в дальнем послесвечении разряда, а учет реакции ассоциативной ионизации (3) с участием возбужденных атомов N(2P) позволяет адекватно описать экспериментальные результаты.

Следует отметить, что включение в модель реакций (1,2), в которых участвуют электронно-возбужденные молекулы N2(A3E *) и N2(a''S;) (к, = 5-Ю"11 см /с, кг = 2-10" см3/с) не позволяет объяснить данные экспериментов [5]. В рассматриваемых условиях, на

временах превышающих 30 мс, процессы (1,2) дают в десятки раз меньшие значения скорости вторичной ионизации, чем реакция (3).

В последнее время появился большой цикл исследований кинетических процессов в области розового послесвечения в потоке азота, возбужденного электрическим разрядом [1,6,7]. В этих работах использовался ВЧ разряд, который зажигался в трубке диаметром 3.8 см при давлении азота Р = 2.5 - 3.5 Тор. В области розового послесвечения, которая формируется в 10 - 30 см ниже по потоку от зоны разряда, измерялись температура газа, временные профили плотности электронов, возбужденных атомов 1Ч(2Р) и др.

ю12-

oV N(2P) ¥ 1.

10"- On /о х rA° O^-sQ^ ,

2.

\ ■ /

10е- \ ■/ Кв/

ю8- -

10 15

20 Z, см

25

30 35

Рис. 2. Зависимость концентрации электронов (кривая 2) и возбужденных атомов N(2P) (кривая 1) от расстояния до разряда. Значки - экспериментальные данные [6,7].

В разделе 2.2 рассматривается возможность объяснения экспериментальных результатов по динамике концентрации электронов [6] с помощью реакций ассоциативной ионизации (3). Для этого в качестве входного параметра задавался временной профиль концентрации возбужденных атомов N(2P), соответствующий результатам измерений [7] (рис. 2). Предполагалось, что основным источником заряженных частиц являются реакции ассоциативной ионизации (3), а гибель этих частиц происходит в процессах электрон-ионной рекомбинации: е + (N2+, N3+, N4+) -> product.

На рис. 2 приведены результаты моделирования (кривая 2) и экспериментальные данные [6] по зависимости концентрации электронов от расстояния до разряда. Расчетные данные удовлетворительно согласуются с результатами измерений, что свидетельствует о важной роли реакции ассоциативной ионизации с участием возбужденных атомов N(2P), являющейся, по-видимому, основным источником заряженных частиц в области розового послесвечения в азоте, а также об адекватности определения константы скорости процесса (3): кз = {2 + 2.5)-10'п см3/с.

В разделе 2.4 представлены результаты исследования динамики тока и механизма развития неустойчивости несамостоятельного тлеющего разряда в азоте. Важной характеристикой этого разряда при высоких давлениях газа является время устойчивого горения, которое ограничивается развитием присущих этому разряду неустойчивостей.

На рис. 3 приведены экспериментальные [8] и расчетные зависимости времени устойчивого горения Тц несамостоятельного разряда в азоте атмосферного давления (доля примесей кислорода составляла = 0.01%). В экспериментах в большей части межэлектродного промежутка наблюдается однородное горение разряда и отсутствует его шнурование, что позволяет при описании разряда использовать однородную модель.

Рис. 3. Зависимость времени устойчивого горения несамостоятельного разряда от величины (ЕЛЧ)о при ^ = 130 мкА/см2. Точки -экспериментальные данные [8], кривая - результаты расчетов при Т0 = 300 К.

Для анализа зарегистрированного в экспериментах резкого нарастания тока на заключительной стадии горения разряда в модель были включены реакции ассоциативной ионизации (4). При расчетах скорости возбуждения молекул Кг(А3Х *) электронным ударом

е + ^Х'^^е + ЩА^У). (7)

учитывалась зависимость сечения процесса (7) от номера уровня у.

Наработка электронно-возбужденных молекул М2(А3£ *) на начальном этапе горения разряда происходит под действием электронного пучка. Со временем, за счет роста числа молекул на высоких колебательных уровнях основного состояния ^(Х'Е* ,у>10-

15) возрастает роль реакции (7). Тушение молекул ^(А3!^) на атомах азота (6) приводит к появлению возбужденных атомов М(2Р), участвующих в процессах ассоциативной ионизации (3,4). Учет этих реакций позволяет адекватно описать полученные экспериментальные результаты по динамике тока несамостоятельного разряда для различных приложенных напряжений и токов электронного пучка, что свидетельствует о важной роли процессов с участием возбужденных атомов И(2Р) в ионизационном балансе разряда и о существенном влиянии малых (0.01%) добавок кислорода на динамику ионного состава и характерные времена устойчивого горения этого разряда в азоте атмосферного давления.

Следует отметить, что расчеты по модели, включающей только реакции ассоциативной ионизации с участием электронно-возбужденных молекул (1,2), без учета (4), не позволяют описать полученные экспериментальные результаты по динамике тока разряда и дают сильно завышенные значения г„.

6 8 10 12 14 16 18

(БМ)0,Тс1

Глава 3. Исследования механизмов быстрого нагрева азота и воздуха в газовых разрядах

Исследования нагрева молекулярных газов в электроразрядной плазме представляют значительный интерес, поскольку темп нагрева газа во многом определяет устойчивость объемной стадии горения самостоятельных разрядов в постоянных и СВЧ полях, а также является важным элементом теории пробоя. Действительно, с ростом температуры активизируются дополнительные ионизационные процессы, которые обеспечивают падающий характер вольт-амперной характеристики [9].

«Быстрым» будем называть нагрев, происходящий на временах, существенно меньших времен УТ - релаксации, УУ и УУ'- обмена. В ряде экспериментов (см., например, [10-11] и др.) в полях Е/И > 80 4-100 Тс1 были зафиксированы аномально высокие (по сравнению со скоростями колебательной релаксации) скорости нагрева газа на начальной стадии горения разряда. При этом в нагрев газа поступало до 10 -15% энергии разряда.

В Главе 3 представлена модель кинетических процессов, протекающих в газоразрядной плазме азотно-кислородных смесей. Для описания динамики нагрева газа в зоне действия разряда учитывались следующие основные процессы, ведущие к повышению температуры.

• Диссоциация молекул кислорода электронным ударом.

Разложение молекул О2 происходит в процессе предиссоциации электронно-возбужденных состояний этих молекул [9], заселяемых электронным ударом из основного состояния. Продукты предиссоциации могут обладать значительной кинетической энергией. Величина этой энергии определялась следующим образом:

£ц = ел -

где е,ь - энергетический порог возбуждения рассматриваемого предиссоциирующего состояния электронным ударом, а с,1т - энергия соответствующего диссоционного предела. Для определения величин использовались данные, полученные при обработке спектров энергетических потерь электронов в кислороде в области энергий выше 5 эВ.

• Тушение электронно-возбужденных состояний азота кислородом.

В процессе тушения электронно-возбужденных состояний азота на О2 также происходит заселение возбужденных состояний молекул кислорода 02(В3£~, А3ХI, с'Х ~ ,у) и др. Предиссоциация этих состояний приводит к разложению молекул О2 и выделению избытка энергии в поступательные степени свободы образующихся атомов кислорода. Для расчета величины энергии ёц, которая выделяется в поступательные степени свободы в каждом из рассматриваемых процессов, необходимо определить степень колебательного возбуждения образующихся в этих процессах молекул ^(х'х; * ,г). Предполагалось, что вероятность заселения колебательного уровня у основного состояния в реакции

N2* + 02 -> ^(Х'Х ^ .V) + 0(3Р) + 0(3Р,'0) (8) пропорциональна величине фактора Франка-Кондона ду перехода между начальным и конечным состояниями реагентов N2* -» ЩХ'Е*^). Здесь N2* = Ы;(А3£ * ,у"), Ы2(В3Пг),

М2(С3Пи), N2^1''I ~) и др. Искомая величина £к полагалась равной:

^ = ~ ■ (9)

V

где е - энергия возбуждения рассматриваемого электронного состояния азота N2*, £,л15 -диссоционный предел образующегося электронного состояния кислорода, - энергия колебательного возбуждения молекул ^(Х'Е * Суммирование велось по всем колебательным уровням, для которых - в - С помощью выражения (9) определя-

V

лись значения £к для каждого из рассматриваемых процессов (8).

Рис. 4. Динамика нагрева газа в разряде с параметрами [11] Я = 0.5 см, Р = 0.5 Тор, плотность тока: 1 -= 4 А/см2, 2 -2 А/см2, 3 - 1 А/см2. Значки -эксперимент [11], кривые -результаты расчета.

В разделе 3.3 Главы 3 представлены результаты расчетов нагрева азотно-кислородной смеси N2 : О2 = 4 : 1 в плазме газового разряда для условий, соответствующих экспериментам [10,11]. В этих работах исследовался нагрев N2 : О2 смесей импульсным разрядом, который зажигался в трубке радиусом К = 0.5 см при давлениях Р = 0.4 + 1 Тор. Температура газа измерялась с временным разрешением 2 1 мкс по относительным интенсивностям линий вращательной структуры перехода (0 2) второй положительной системы азота.

Для моделирования разрядных параметров и динамики состава N2: Ог смеси решалась система одномерных осесимметричных уравнений баланса для нейтральных и заряженных частиц совместно с уравнением для электрического поля:

£ = --(Ю)

о

где I - ток разряда, Ые(г) и це(г) - радиальные распределения концентрации и подвижности электронов, II - радиус разрядной трубки.

Время, мкс

На рис. 4 приведены экспериментальные данные [11] и результаты расчетов динамики нагрева воздуха вблизи оси разряда при Р = 0.5 Тор. Кривые 1-3 соответствуют средним значениям плотности тока] = 4 А/см2, 2 А/см2 и 1 А/см2. Штриховая линия - расчет при ] = 4 А/см2 без учета теплопроводностного остывания газа. Результаты расчетов по предложенной модели адекватно описывают данные экспериментов.

Для упрощенного описания тепловыделения в разряде представляет интерес анализ следующих параметров:

_ ^д Ля /11\

где 1Ук - скорость нагрева газа, щ и щ - доли разрядной мощности, поступающей, соответственно, в нагрев и электронное возбуждение молекул, це - доля энергии электронного возбуждения щ, затрачиваемой на нагрев газа.

Рис. 5. Зависимости величин г]ц и т]е от приведенного поля ЕЛЧ (см. текст).

На рис. 5 представлены расчетные зависимости параметров щ и т]е от величины приведенного электрического поля в разряде. Доля быстрого нагрева в общем балансе энергии разряда щ существенно зависит от Е/И. При типичных значениях приведенного поля Е/Ы = 70-80 Тс1 величина щ в воздухе составляет 8 - 9%. В отличие от величина г)Е слабо меняется с изменением Е/Ы (рис. 5) и может быть использована для упрощенного описания динамики нагрева газа в разряде. В воздухе величина Це составляет примерно 28%.

Представленные выше результаты были получены для воздуха (смеси N2 : О2 = 4 : 1). В предложенной модели важную роль играют реакции с участием молекул кислорода, поэтому следует ожидать изменения величины щ и скорости нагрева газа с изменением 5 - доли кислорода в смеси.

На рис. 6 приведены экспериментальные данные [10] и результаты расчета зависимости скорости нагрева газа от доли кислорода в N2: Ог смеси при Р = 0.4 Тор и средней плотности тока } = 0.8 А/см2. Сплошной кривой показаны расчеты по описанной модели, штриховой - нагрев газа в реакции ^(А3! *) + ^(А3! I) -> Ы2(В3П8,у) + №(Х'£ * ,у") [10].

50 100 150 200 250 ЕЛ\|, Тс!

Как видно, предложенная модель позволяет удовлетворительно описать экспериментальные данные при доле кислорода 5 > 4%.

В Главе 3 представлена также модель формирования колебательной функции распределения мстастабильных электронно-возбужденных состояний Кг(А3£ * в газоразрядной плазме. Молекулы Ыг(А31 * ,у) участвуют в реакциях, приводящих к быстрому нагреву азота и в процессах заселения состояния Ы2(С3П„), вращательное распределение ко-

Рис. 6. Зависимость скорости нагрева газа от доли кислорода в смеси при Р = 0.4 Тор, j = 0.8 А/см2. Значки - экспериментальные данные [10], кривые - результаты расчета (см. текст)

торого часто используется для определения температуры газа. Показана необходимость учета колебательного возбуждения метаста-бильных состояний ^(Л3! * ,у) для адекватного описания нагрева в азотной плазме, а также при анализе механизмов формирования вращательного распределения состояния К2(С3ПЦ), определяющих возможность применения методики измерения температуры газа по относительной интенсивности линий вращательной структуры 2 * системы азота.

Глава 4. Плазмохимические процессы в горячем воздухе.

Задача моделирования плазмохимической кинетики в воздухе при относительно высоких температурах (Т = 2000 - 7000 К) важна для многих практических приложений. Адекватное описание процессов в горячем воздухе необходимо, в частности, при моделировании параметров канала длинного лидера [12-13], где температура может достигать 5000 - 7000 К, в контрагированных разрядах высокого давления, когда температура газа в зоне контракции также может быть достаточно велика и в целом ряде других электроразрядных систем [9].

В данной Главе представлена модель кинетических процессов в азотно-кислородных смесях при температурах Т < 7000-7500 К. Рассматривались реакции с участием следующих основных компонент: 1\т(43), 0(3Р), N0, N02, 02, N2,1МО+, Зависимости констант скоростей реакций от температуры газа брались из [14]. Для описания радиального расширения горячего газового канала использовалась система одномерных нестационарных газодинамических уравнений, которая решалась численно на равномер-

Доля кислорода в смеси, %

ной сетке с использованием модифицированного метода Мак-Кормака второго порядка точности по пространству и времени.

В воздухе одной из возможностей повышения концентрации электронов в разряде и увеличения времени жизни созданной плазмы является использование предварительно нагретого газа, однако, большая часть экспериментальных данных по коэффициентам ионизации получена при температурах Т = 300 К. В работе [15] были проведены исследования параметров слаботочного тлеющего разряда в потоке горячего (То = 1800 - 2900 К) воздуха атмосферного давления. Сравнение измеренных в [15] разрядных параметров с результатами моделирования позволяет, в частности, детально проанализировать особенности ионизационных процессов в горячем воздухе.

Продольный тлеющий разряд в потоке горячего воздуха

Задача описания эволюции параметров одиночного разрядного канала в потоке газа рассматривалась в одномерной осесимметричной постановке. В начальный момент времени задавались радиальные профили температуры газа, а концентрации основных нейтральных частиц брались равными своим равновесным значениям. Кроме того, считалось заданным временное изменение тока разряда. Напряженность электрического поля в каждый момент времени находилась из уравнения (10). Начальное распределение заряженных частиц предполагалось следующим:

Величина радиуса Яо = 1.6 мм бралась равной измеренному в [15] значению.

Кинетический блок модели включал систему процессов, описывающих изменение концентраций основных нейтральных и заряженных компонент азотно-кислородной смеси, колебательное возбуждение и нагрев газа в зоне действия разряда. Учитывалось десять сортов положительных и отрицательных ионов: С>2+, О/, С^-Иг, N2*, N4*", ЫО+, О", 02", Оз", О4". За основу бралась система ионно-молекулярных реакций [16]. Кроме того, в модель включались реакции с участием следующих нейтральных частиц: К2(Х'£ ), Ыг(А3£^),

К2(В3Пе), ЩС3ПЦ), К2(а,|Х;), М(2Б), К(2Р), 02(Х%), 02(а1Ае)> 0(3Р), О('О), О('З)

[16]. Для описания источника тепловыделения в зоне действия разряда использовалась модель «быстрого» нагрева газа, представленная в Главе 3.

На рис. 7 приведены зависимости средней напряженности электрического поля и величины Е/И в разряде от температуры газа То = Т(г=0) для условий [15]. Результаты расчета согласуются с данными эксперимента (значки). Следует отметить достаточно слабую зависимость приведенного поля Е/Ы от температуры газа: с увеличением То от 1500 до 3000 К величина Е/Ы уменьшилась от 45 Т<3 до 38 Тс1. Эти данные получены при токе I = 100 мА.

(12)

Рис. 7. Зависимость напряженности электрического поля и величины Е/К от начальной температуры газа при токе I = 100 мА. Значки - эксперимент [15], кривые - результаты расчетов.

С уменьшением разрядного тока I < 5 мА 0 < 0.025 А/см2) происходит существенное снижение среднего поля при фиксированной начальной температуре газа (То = 2300 - 2900 К). В этом случае характерное время гибели электронов значительно превосходит время пребывания газа в разряде, поэтому разряд может гореть в режиме, когда поле в большей части межэлектродного промежутка должно обеспечивать только перенос образующихся в катодном слое электронов к аноду. При температурах Т > 2000 К для этого достаточно величины полей на уровне 5-10 Тс1, что согласуется с результатами измерений [15]. Следует подчеркнуть, что здесь важную роль играет наличие высокой начальной температуры газа, обеспечивающей рекомбинационный характер распада созданной плазмы за счет эффективного разрушения отрицательных ионов.

В последнее время значительно расширился круг исследований стационарных слаботочных тлеющих разрядов в воздухе атмосферного давления, что связано, в частности, с возможностью использования этих разрядов для биомедицинских приложений.

Рис. 8. Временная динамика напряженности электрического поля и температуры газа на оси разряда для условий [17] при токе I = 3 мА. Значки - эксперимент [17], кривые - расчет.

В работе [17] измерялись температура газа и напряженность электрического поля в тлеющем разряде в системе острийных электродов. Условия данных экспериментов близки к [15], но измерения проводились при значительно меньшей скорости прокачки и без предварительного

Время, с

нагрева воздуха. В этом случае время пребывания газа в разряде г</ превышало 72 мс, что значительно больше величины этого параметра в условиях [15] 80 мкс).

На рис. 8 приведены расчеты динамики напряженности электрического поля и температуры газа на оси разряда для тока 1 = 3 мА, Р = 1 атм. Здесь же представлены результаты измерений [17] (значки). Температура газа, так же как в [15], определялась путем сравнения измеренного и рассчитанного для данной температуры спектров излучения 0-0 перехода 2+ системы азота. При 1 = 3 мА средняя напряженность поля составляет Е = 2.5 + 0.15 кВ/см, что согласуется с результатами расчетов поля на временах, больших 10 мс (рис. 8). Кроме того, в [17] отмечается, что величина поля слабо меняется по длине разряда. В расчетах при I > 5 мс (что соответствует расстояниям от катода, превышающим 1 мм) изменение поля также относительно невелико.

Рис. 9. Зависимость температуры газа на оси разряда от тока для условий [17]. Значки - экспериментальные данные [17], кривая - результаты расчета.

На рис. 9 представлены экспериментальные [17] и

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 расчетные зависимости

Ток, мА максимальной темпера-

туры газа на оси от тока

разряда. Результаты моделирования адекватно описывают данные экспериментов. Аналогичные результаты были получены в расчетах [18]. При токах 1 = 3-5 мА температура газа в центре разрядного канала составляет 1900 - 2300 К (при средней плотности тока] = 1-;-2 А/см2), что соответствует условиям экспериментов [15], но поперечные размеры плазменного канала [17] оказываются значительно меньше, чем в [15]. Причина такого различия заключается в том, что разряд в холодном воздухе атмосферного давления даже при относительно низких значениях тока 1 = 1-10 мА быстро контрагирует. Дальнейшая эволюция канала связана с диффузионно-теплопроводностным расширением, что и определяет в итоге его конечные размеры. Следует отметить, что исследуемый разряд характеризуется высокой степенью диссоциации кислорода и интенсивной наработкой окислов азота, что может представлять интерес для приложений.

Глава 5. Формирование и развитие лидерного канала в воздухе

Зарождение лидера (или стримерно-лидерный переход) является одним из наиболее важных и, по-видимому, наименее изученных этапов лидерного процесса [12,13]. Ли-

дер рождается около электрода в стебле начальной вспышки импульсной короны, где газ достаточно прогрет суммарным током стартующих от общего основания (стебля) стримеров. В воздухе критерием возникновения очередного элемента лидерного канала является нагрев газа в головной части канала до 1500 - 2000 К [12-13].

Начальный этап формирования лидерного канала исследовался теоретически в ряде работ, однако, до сих пор остается нерешенной в полной мере задача описания этого этапа эволюции лидера. Соответствующая модель должна, наряду с достаточно полной кинетикой, включать основные механизмы нагрева газа и систему газодинамических уравнений. Кроме того, необходимо адекватное моделирование переходной стадии от неравновесного состояния плазмы к конечному квазиравновесному состоянию.

Характерное время нагрева газа до температур, превышающих 1500 - 2000 К, определяет время формирования очередного элемента лидерного канала и скорость его распространения У[,. Для построения модели лидерного процесса, необходимы данные о зависимости скорости Уь от параметров лидера: тока или потенциала головки [12,19]. Эти данные должны быть определены в рамках разрабатываемых численных моделей.

Большая часть имеющейся информации о параметрах лидерного канала получена в воздухе атмосферного давления [12]. При переходе к относительно низким давлениям, представляющим интерес в связи с исследованиями лидерных процессов в атмосфере на высотах 20 - 40 км [20], проведение каких бы то ни было экспериментов оказывается сопряжено с дополнительными трудностями, так что и здесь основой таких исследований должно стать численное моделирование.

В Главе 5 приведено описание самосогласованной модели, позволяющей исследовать параметры лидерного канала в воздухе. Временная зависимость тока проводимости в рассматриваемом сечении плазменного канала считалась известной. Согласно данным спектроскопических измерений [12,13], температура газа в лидерном канале может превышать 5000 - 6000 К. Для описания кинетических процессов в воздухе при столь высоких температурах использовалась модель, разработанная и апробированная в Главе 4.

Начальный этап формирования лидерного канала.

Вдали от электродов очередной участок лидерного канала образуется из стример-ной зоны, которая в этом случае является аналогом импульсной короны, а роль электрода выполняет сам лидерный канал. Ток лидера определяется ионизационными процессами в стримерной зоне и слабо зависит от параметров канала [12,19]. Задача рассматривалась в одномерной осесимметричной постановке, в качестве начальных условий задавались радиальные профили концентрации электронов (12) и температуры газа, для которой также бралось гауссово распределение. Газ считался невозбужденным.

На рис. 10 приведены результаты расчетов динамики концентрации электронов и температуры газа на оси разряда при = 1 А, Р = 760 Тор, То = 400 К. Как видно, менее

чем за 300 не концентрация электронов достигает значений Мешах = (Ь'-2)-1016 см"3, а температура газа возрастает до 5500 - 6000 К, что является следствием развития ионизацион-но-перегревной неустойчивости, приводящей к контракции разряда. В горячей области с пониженной плотностью газа значения приведенного электрического поля Е/Ы и частоты ионизации выше, чем в холодных зонах. В результате в нагретой области возрастают проводимость и удельная мощность энерговыделения, что приводит к дальнейшему росту температуры, возрастанию Е/Ы и т.д.

Рис. 10. Динамика концентрации электронов и температуры газа на оси канала при Ио = 0.3 мм, Р0 = 760 Тор, То = 400 К, 1[, = 1 А.

Следует отметить наличие двух этапов в развитии осе-симметричного токового канала. Первый протекает при практически постоянной плотности газа, на временах значительно меньших характерных газодинамических времен. Основным механизмом «сжатия» разряда на этом этапе является неоднородность начального распределения концентрации электронов, что приводит к преимущественной наработке вблизи оси канала электронно-возбужденных частиц, участвующих в реакциях ассоциативной ионизации. В результате, концентрация электронов вблизи оси растет существенно быстрее, чем на периферии, что и приводит к уменьшению эффективного поперечного размера плазменного канала. На втором этапе, протекающем на временах, когда уже существенно газодинамическое разрежение канала, изменение разрядных параметров связано в основном с развитием ионизационно-перегревной неустойчивости.

Скорость распространения лидера.

Скорость - параметр, который измеряется в большинстве экспериментальных исследований лидера и, тем не менее, имеющихся данных недостаточно для построения расчетной модели [12]. Данные оптических измерений свидетельствуют, что удлинение лидера происходит толчками, в каждом из которых длина канала увеличивается на расстояние, сравнимое с радиусом головки Л^. Согласно [12,19], в воздухе атмосферного давления характерный размер лидерной головки составляет = 1 см.

10"-

о. 10'

х

а>

Г" х

о ^

10

Р = 760 Тор

ч / / ^^ / X 1 / \ 1 \ 1 \ ' \ 1 4 . Т

/ / / / / / / / -

1^ = 0.3 мм

10"

ю7 ю*

Время, с

7000

6000

5000 го

4000 | 0)

3000 :§ 01

2000 1000 0

Как уже отмечалось, критерием формирования очередного элемента лидерного канала принято считать его нагрев до температуры, превышающей 2000 К. Тогда, при известном значении К и скорость лидера может быть определена как [12,19]:

^ = (13)

где Т], - характерное время нагрева газа. Результаты расчетов скорости лидера при /?/.= 1 см представлены на рис. 11. В процессе моделирования определялось Т|, - время, за которое

Рис. 11. Зависимость скорости лидера от тока. Значки - эксперимент [13, 21]. Кривые - расчеты: 1 -при Ть = 2000 К, 2 - Ть = 3000 К (см. текст), Р0 = 760 Тор, = 0.3 мм.

температура газа на оси канала достигнет Ть = 2000 К (кривая 1) и Ть = 3000 К (кривая 2). Для сравнения на рис. И приведены также данные экспериментальных работ [13,21]. Как видно, расчетные зависимости У|.(1|.) согласуются с данными экспериментов при токах 1ь = 0.3-5 А.

2 3 4 Ток лидера, А

" ю

Рис. 12. Зависимость скорости лидера от тока при Р = 1 атм (1) и Р = 0.3 атм (2). Ть = 2000 К. Точки - эксперимент [22] - при Р = 1 атм.

100

При больших токах = Ю - 200 А), которые представляют особый интерес для описания процессов в молнии [20], экспериментальные измерения скорости

лидера проводились, как правило, в сквозной фазе [22]. Разброс результатов этих измерений оказывается относительно небольшим: при токе = 100 А скорость лидера составляет по данным [12] - = 55 см/мкс, [22] - 40 см/мкс.

На рис. 12 представлены результаты расчетов скорости лидера при изменении тока от 5 до 100 А. При Р = 1 атм радиус головной части лидера полагался равным Яь = 1 см,

начальный радиус плазменного канала - Яо = 0.25 мм. Представляет интерес сравнение скоростей распространения лидерного канала в воздухе при различных начальных давлениях. В работе [19] такое сравнение проводится при Р = 1 атм и 0.3 атм для токов < 10 А. В более широком диапазоне параметров результаты сравнения представлены на Рис. 12: кривая 1 соответствует давлению Р = 1 атм, кривая 2 - давлению Р = 0.3 атм. В последнем случае радиус головной части лидера брался равным Яь = 7 см [19], кроме того, полагалось, что начальный радиус плазменного канала Яо сс р-1.

При малых токах 1ь ^ 10 А скорости лидера при разных давлениях отличаются незначительно, что согласуется с выводами [19]. Однако, когда величина тока превышает > 30 - 40 А, различие скоростей становится существенным (рис. 12). Заметим, что абсолютные значения получаемых в расчете скоростей зависят от начальных условий (величины Ть, начального радиуса канала Яо и др.), но отмеченная тенденция, заключающаяся в том, что при > 40 А большим давлениям соответствуют большие скорости лидера, сохраняется.

Глава 6. Влияние неравновесного возбуждения на воспламенение водород-кнслородных смесей

К настоящему времени накоплено значительное число работ, в которых исследовалось влияние неравновесного возбуждения горючих смесей на характеристики их воспламенения. Для получения начальной концентрации химически активных частиц использовались УФ излучение, электрический разряд, электронные пучки и др. Отличительной особенностью электроразрядного воздействия на горючие смеси является то, что в результате происходит возбуждение различных степеней свободы молекул. При высоких Е/Ы значительная часть энергии разряда поступает на ионизацию и диссоциацию молекул смеси, в относительно низких полях происходит эффективное возбуждение электронных состояний 02(а'дв), 02(Ь'Е *) и колебательных степеней свободы молекул.

Таким образом, одной из первоочередных задач является сравнительный анализ влияния различных химически активных частиц на характеристики процесса воспламенения. Это позволит определить параметры электроразрядных систем, необходимые для наработки нужных химически активных частиц в оптимальных соотношениях.

Горение водород-кислородных смесей представляет собой типичный пример цепного механизма. В разделе 6.1 Главы 6 приводится описание модели воспламенения водород-кислородных смесей (с добавками аргона и азота), а также результаты тестовых расчетов. Показано, что предложенная модель адекватно описывает имеющиеся экспериментальные данные по динамике состава смеси, зависимости времен индукции от начальной температуры и может быть использована для прогностических расчетов.

Влияние атомарных частиц на воспламенение Н2 : О2 смесей.

Согласно имеющимся в литературе данным, в целом ряде работ рассматривалось влияние добавок химически активных радикалов на сдвиг температурных пределов воспламенения и времена индукции водородсодержащих смесей. В частности, в [23] проведены исследования влияния УФ фотолиза на температуру воспламенения стехиометриче-ской водород-кислородной смеси при давлении Р = 2 - 30 Тор. Источником излучения служил тлеющий разряд в водороде, а интенсивность излучения варьировалась изменением тока разряда I = 0.1 - 1 А. Эффективность протекания цепных химических реакций характеризовалась длиной цепи ф, которая определялась как отношение скорости наработки молекул воды при данной температуре газа к скорости наработки при Т = 300 К:

ЛН20 /(¿Н20\

Л /I Л )Т__т

Экспериментальные данные [23], а также результаты расчета зависимости длины цепи ф от температуры газа при воздействии УФ излучения представлены на рис. 13.

1412 X 10-1

га

ц СГ

- расчет / 1 / »

А [23] V'

А / 1 т 1 Т 1 / 1 | ;

А А предел

воспламенения

600 620 640 660 680 Температура, К

700

Рис. 13. Зависимость от начальной температуры длины цепи в смеси Н2 : О2 = 2 : 1 при Р = 20 Тор. Точки - эксперимент [23], кривая - расчет.

Поглощение кислородом излучения в области континуума Шумана-Рунге, сопровождающееся диссоциацией О2, моделировалось введением источника

атомарного кислорода интенсивностью Уо2-[Ог]. Приведенные на рис. 13 результаты соответствуют значению Уог = 4.5-10'5 с"1 и, как видно, согласуются с экспериментальными данными. Следует отметить, что цепной характер протекания процесса (ф> 3-4) реализуется только в области температур близких к пределу воспламенения. При низких начальных температурах наработка радикалов в результате УФ фотолиза приводит лишь к саморазогреву смеси.

В [24] для воспламенения водород-кислородных смесей атмосферного давления использовалось сфокусированное излучение АгР лазера (X = 193 нм). За время импульса большая часть энергии поглощенных фотонов поступает не на нагрев газа, а на диссоциацию молекул кислорода: СЬ + Ьсо —> 0(3Р) + 0(3Р). В этом случае температура смеси оказывается ниже предела воспламенения, который в рассматриваемых условиях превышает

880 К и важную роль в инициировании горения играют реакции с участием атомарных частиц. Поперечный размер зоны возбуждения в сфокусированном лазерном пучке относительно мал (R = 0.4 мм [24]), поэтому на вероятность воспламенения будут влиять и диффузионный «уход» радикалов из зоны возбуждения и процессы теплопроводности. Для анализа роли этих процессов было проведено сравнение результатов, полученных в рамках однородной (0-D) модели и одномерной (1-D) осесимметричной модели.

720 740 760 Температура, К

800

Рис. 14. Зависимость от температуры газа минимальной начальной концентрации атомов 0(3Р), необходимой для зажигания смеси Нг : О2 = 2 : 1 при Р = 1 атм. Значки -эксперимент [24], кривые -расчеты по 0-Б модели (1) и 1-й модели (2).

На рис. 14 приведены результаты расчетов минимальных концентраций

атомов [0(3Р)]™„, необходимых для воспламенения стехиометрической Н2 : 02 смеси в диапазоне температур То = 680 - 790 К. Результаты, полученные в рамках 0-И модели (кривая 1) и 1-0 модели (кривая 2), отличаются в 3 - 5 раз, причем отличие увеличивается с ростом температуры газа. Результаты расчетов с использованием 1-0 модели (кривая 2) согласуются с данными эксперимента [24]. Аналогичные результаты были получены и для других соотношений [Н2ИО2] (в работе [24] это отношение варьировалось от 0.4 до 4).

Таким образом, добавление в горючую смесь атомарных частиц может приводить к существенному уменьшению времен индукции рассматриваемых смесей. Значительного влияния удается достичь при относительной концентрации добавок, превышающей юЛ Введение атомарных частиц дает возможность снизить и температуру зажигания смеси, однако, этот эффект проявляется преимущественно вблизи порога воспламенения. Поэтому представляет интерес поиск других форм неравновесного возбуждения (например, введение сверхравновесных концентраций электронно-возбужденных молекул) для снижения порога воспламенения.

Реакции с участием синглетного кислорода 0}(а А^ и их влияние на воспламенение водород-кислородных смесей Одним из основных процессов, определяющих эффективность влияния синглетного кислорода (СК) ОгСа^) на воспламенение Нг: О2 смесей, является (Я1) 02(а'Д8) + Н2 ОН + ОН.

Этот процесс может приводить к значительному ускорению наработки химически активных частиц при добавлении СК [25]. Кроме того, важную роль играют реакции: (Я2) Н + 02(а'де) -> ОН + 0(3Р), (Ю) Н + 02(а'д8) -»• Н + 02.

Тушение 02(а'Де) на атомах водорода исследовалось экспериментально в [26,27] при Т = 300 - 431 К и Т = 520 - 930 К, однако вопрос о соотношении констант скоростей к2 : кз до сих пор остается открытым [26-28]. Таким образом, необходим детальный анализ результатов имеющихся экспериментальных работ [26-29], на основании которого должны быть сформулированы рекомендации по набору констант скоростей основных процессов с участием 02(а'Де). Это позволит оценить степень влияния молекул СК на времена индукции и сдвиг порога воспламенения Н2: 02 смесей.

Для исследования влияния 02(а'Дг) и 02(Ь'Х8+) разработанная модель воспламенения водород-кислородных смесей была дополнена процессами с участием молекул СК. Были проведены расчеты динамики состава смесей Н2 : 02 : 02(а'Д8), которые сравнивались с данными экспериментов [26-28]. Получено согласие результатов моделирования с данными измерений по всем основным компонентам - 0(3Р), 02(а'Дв), Н, ОН. Результаты анализа данных [26,28] по наработке атомарного кислорода 0(3Р) позволяют утверждать, что доля реакции (112) не превышает а= кг 1( Аг + кз) < 20%, причем это отношение с ростом температуры газа (в диапазоне Т = 293 - 430 К) меняется незначительно.

Рис. 15. Зависимость эффективной константы скорости тушения 02(а'Д8) от температуры газа. Значки -эксперимент [29], кривые -расчет для смесей 02 + 1% Н2 (кривые 1,2) и 02 + 0.5% Н2 (кривая 3).

Исследованиям динамики 02(а'дг) в горячей водород-кислородной смеси посвящена работа [29]. Измерения проводились в диапазоне температур Т0 = 520 - 1050 К. Молекулы СК получали в СВЧ разряде в потоке кислорода ([02(а'Л8)]/[02]о = 1-5%). Затем удаляли атомы 0(3Р) в реакциях с оксидом ртути ЩО и добавляли Н2. Полученную смесь Н2 : 02 : Ог(а'Дг) нагревали затем в ударной волне.

Для описания динамики тушения молекул 02(агДв) в условиях [29], моделировалась эволюция состава смеси 97% 02 : 1% Н2: 2% 02(а'Д8) при [0(3Р)]/[02] < 3-10"3 %. Задавалось число Маха ударной волны и вычислялись параметры газа (давление и температура)

500 600 700 800 900 1000 Температура, К

за фронтом УВ при Р0 = 6 Тор, Т0 = 300 К. На рис. 15 представлены данные измерений [29] (значки) и результаты расчетов (кривые) зависимости эффективной константы скорости тушения 02(а'Д8) на молекулах Н2 - Ксп{Т). Сплошная кривая 1 получена при а = 0.2, штриховая - а= 1. При То > 800 К основное тушение 02(а'ле) происходит на атомах водорода, в реакциях (112,113). Однако, при То < 700 К роль этого канала гибели СК заметно уменьшается и доминирующим становится тушение 02(а'Д8) на молекулах НО2, которые активно нарабатываются в Нг: О2 смеси при данных температурах:

(К4) 02(а'Д8) + Н02->02 + Н02, ^ = (3 ± 1.5>10"п см3/с. Результаты расчетов, проведенных с учетом реакции (114), представлены на рис. 15: кривая 2 - для смеси 02 + 1% Н2, кривая 3 - для 02 + 0.5% Н2. Эти результаты согласуются с данными экспериментов [29] во всем исследуемом диапазоне температур. Следует отметить близость расчетных значений Ксп(Т) для смесей с различным содержанием водорода (кривые 2,3), что наблюдалось и в экспериментах [29].

Влияние добавок С>2(а Ае) на воспламенение водородо-воздушных смесей Для анализа влияния добавок СК на характеристики воспламенения водород-кислородных смесей, были проведены расчеты зависимости времен индукции этих смесей от температуры. Показана возможность снижения времен индукции и сдвига порога воспламенения при добавлении в водород-кислородную смесь молекул [Ог(а'ДЁ)]/[02] > 1%.

Рис. 16. Зависимости времени индукции смеси Нг : воздух от начальной температуры при Р = 1 атм: 1 - без добавок, 2-1% 02(а1Де)/02, 3 - 0.1% 0(3Р)/02.

Одним из основных рассматриваемых в настоящее время источников синглет-ного кислорода является электрический разряд [30], использование которого позволяет получать достаточно высокие степени возбуждения [02(а'ДЕ)]/[02]. Однако, при электроразрядной генерации СК значительная часть энергии может затрачиваться на диссоциацию 02, так что необходимо рассматривать суммарное влияние атомарного кислорода и молекул 02(а'Дв) на воспламенение горючих смесей.

На рис. 16 приведены результаты расчетов времен воспламенения стехиометри-ческой смеси Н2 : воздух при Р = 1 атм и добавках [02(а'Д6)]/[02] = 1% (кривая 2) и [0(3Р)]/[02] = 0.1% (кривая 3). Наличие в смеси даже небольшой начальной концентрации атомарных частиц приводит к снижению влияния добавок СК. Действительно, при добав-

Температура, К

лении атомов [О(3Р)]0 существенно уменьшается роль реакции (Я1) как процесса зарождения цепи, а вклад реакции разветвления цепи (Я2) - невелик при данных температурах. Поэтому при наличии атомов 0(3Р) влияние добавок синглетного кислорода сводится в основном к дополнительному нагреву смеси в процессе его дезактивации.

Таким образом, для уменьшения времен индукции и снижения температурного порога воспламенения горючих смесей следует рекомендовать использование электроразрядных систем, обеспечивающих в первую очередь эффективную наработку атомарных частиц.

Глава 7. Воздействие импульсного снлыюточиого разряда на водородо-воздушные смеси

Проблема быстрого неравновесного воспламенения горючих смесей с использованием газоразрядной плазмы широко обсуждается в последнее время [31]. В большинстве практически интересных случаев разряды, применяемые для инициирования и стабилизации горения при атмосферном давлении, являются нестационарными и существенно неоднородными по пространству. В зависимости от характеристик используемых газоразрядных систем, в них происходит наработка различных видов химически активных частиц, поэтому анализ механизмов влияния таких разрядов на процессы воспламенения достаточно сложен. В результате, несмотря на большое число экспериментальных работ [31], расчетно-теоретических исследований в этой области относительно мало.

В Главе 7 приводятся результаты исследования кинетических процессов, инициированных импульсным электрическим разрядом в смесях Н2 : воздух. Разработанная модель включает процессы ионизации, диссоциации и возбуждения молекул смеси электронным ударом, систему ионно-молекулярных реакций для определения состава заряженных частиц, процессы с участием электронно-возбужденных атомов и молекул, а также систему реакций, описывающих воспламенение водород-кислородных смесей.

Задача рассматривается в рамках однородной модели. Зависимости скоростей процессов ионизации, диссоциации и возбуждения частиц в разряде от величины приведенного электрического поля Е/К находились из решения уравнения Больцмана в двучленном приближении. Учитывалось двенадцать сортов положительных и отрицательных ионов: 02+, 04+, Н02\ Ы2+, N4* 1Ш2+, Н2+, Нз+, О", Оз", 0{, 04\ а также процессы с участием следующих основных нейтральных частиц: 0(3Р), О('Б), О('З), >)(48), 1М(20), Ы(2Р), Н(28), электронно-возбужденных молекул

а^Хц, \у|Д11), 02(а'Де), 02ф%\ Н2(а3ХД Н2(63Х,Д с3Пц, еЪД

Окисление водорода в стехиометрической смеси //2: воздух импульсно-периодическим сильноточным разрядом

В разделе 7.2 приводятся результаты исследований воздействия импульсно-пери-одического разряда на водородо-воздушные смеси. Расчеты проводились для условий экс-

периментов [32]: Р = 1 - 8 Тор, То = 300 К, частота повторения импульсов/= 30 Гц. При моделировании задавался импульс тока разряда (¡тах = 60 А/см2, длительность импульса Т|/2 = 16 не), соответствующий измеренному в работе [32].

На рис. 17 представлены временные профили основных электронно - возбужденных частиц, образующихся в стехиометрической смеси 1Ь : воздух при Р = 5 Тор, То = 300 К в результате воздействия разряда [32]. Следует отмстить, что в расчетах удается получить экспериментально измеренное значение [Н2(а',Е4+)]птх, что свидетельствует об адекватности разработанной модели воздействия импульсного высоковольтного разряда на данную смесь. 'За время импульса происходит эффективное образование возбужденных молекул, тушение которых приводит к дополнительной наработке химически активных частиц Н, О и ОН. Реакции с участием этих частиц составляют основу кинетической модели окисления водорода и наработки молекул воды, описанной в Главе 6.

10"-

2 о

5 10,:

10'

М2(А\*>

///^.32, \ > , \ :

К// \н2(а\-) \ ууа'Х") \

Рис. 17. Временная динамика электронно - возбужденных молекул в смеси Нг : воздух после импульса разряда [32]. Р = 5 Тор То = 300 К. Точка - экспериментальные данные [32].

В послеразрядный период радикалы ОН инициируют цепной

10™ .......—' ■ ■ ■'""!—......'■!—■ ........—...........механизм преобразования моле-

10"* 10"7 10"6 10"5 ю"

Время, с кул водорода в НгО. Длина цепи

в этом случае определяется соотношением скоростей реакции ОН + Нг -> НгО + Н и процессов гибели «нечетного» водорода [Н+ОН+НОг]. За наработку радикалов ОН отвечает в первую очередь реакция О('Р) + Н2 —> ОН + Н, так что атомы О('О) оказываются важнейшей компонентой, образующейся в данном разряде. Наработанных в разряде возбужденных атомов и, соответственно, ОН хватает, чтобы получить зафиксированную в [32] степень окисления водорода после первого импульса. Показателем степени окисления является концентрация нарабатываемых за импульс молекул воды, достигающая [Н20] = 4-1013 см"3, что согласуется с данными [32].

С увеличением приложенного напряжения и тока разряда возможно воспламенение смеси Нг : воздух одиночным импульсом - в случае предварительного нагрева газа. На рис. 18 приведены зависимости от начальной температуры времен индукции для стехиометрической водородо-воздушной смеси при Р = 0.45 атм: кривая 1 - в режиме самовоспламенения, кривая 2 - при воздействии разряда. Здесь же представлены данные эксперимента [33], полученные в режиме самовоспламенения при Р = 0.45 + 0.04 атм.

10 ■

Р = 0.45 атм

Н2:воздух

\

700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 Температура, К

Рис. 18. Зависимость периода индукции стехиометриче-ской смеси Нг : воздух от начальной температуры для Р = 0.45 атм. Точки - эксперимент [33], кривые - результаты расчета: 1 - самовоспламенение, 2-е учетом воздействия разряда.

При расчете разрядных параметров в качестве примера брался треугольный импульс

тока с .¡„их ^ 265 А/см2, длительностью хш = 16 не. Удельный энерговклад составил = 10"2 эВ/мол. Воздействие разряда с указанными параметрами приводит к значительному снижению времен индукции и температуры воспламенения смеси (кривая 2). В данном случае температурный порог воспламенения уменьшается примерно на 200 К.

Воспламенение водородо-воздушных смесей импульсно-периодическим разрядом В Главе 7 также представлены результаты расчетов воспламенения смесей Н2: воздух при Т0 = 300 К импульсно-периодическим наносекундным разрядом с параметрами [34]. Разряд зажигался в прямоугольной кварцевой трубке, плоские электроды располагались снаружи трубки. Длительность импульсов составляла примерно 25 не, частота повторения - до 50 кГц, удельный энерговклад в импульсе достигал XV = 210^ эВ/мол.

10"

й 10"

о 10

10

Р = 60 Тор

/ 1

Н 1(

0(3Р)

1 он ^ -

но2

Ю'Ч _____Рис. 19 Временная динамика

основных компонент стехио-метрической смеси Н2 : воздух при импульсно-периодическом воздействии разряда с параметрами [34]: Ро = 60 Тор, Г = 50 кГц, Т0 = 300 К.

При моделировании задавался импульс тока длительностью 10 25 не, близкий по форме изме-

ренному в [34]. На рис. 19 представлен пример расчета воспламенения стехиометрической смеси Н2: воздух при Р = 60 Тор, Т0 = 300 К и частоте повторения импульсов Г = 50 кГц. Показаны концентрации основных компонент смеси непосредственно перед очередным импульсом тока. В данном случае воспламенение смеси происходит на временах тШ1] = 12.5 мс.

Время, мс

При низких начальных температурах (То < 400 - 500 К) разряд выступает в первую очередь как источник нагрева газа. Роль разветвленных цепных химических реакций на этой стадии относительно невелика. Однако использование неравновесного разряда для повышения температуры все равно оказывается более эффективным, чем теплового источника той же удельной мощности.

2400-j

2100-

1800-

СО

1500-

0) 1200-

У

ff 900-

600-

300-

Н2:воздух

✓ / /

/ 2. i / 1 1 1 1. /

1 / / /

8 12 16 Время, мс

20

24

Рис. 20. Динамика температуры газа при импульсно-периодическом воздействии на смесь Н2 : воздух разрядом с параметрами [34]: Р0 = 60 Тор, Т0 = 300 К, {= 50 кГц. Кривые - расчет: 1 -«равновесный» режим, 2 -«неравновесный» режим.

На рис. 20 представлены результаты моделирования динамики температуры стехио-метрической смеси Нг: воздух, возбужденной описанным импульсно-периодическим разрядом при Р = 60 Тор и То = 300 К. Кривая 1 получена в предположении, что вся энергия разряда «мгновенно» поступает в нагрев смеси, кривая 2 соответствует расчетам, в которых учитывается неравновесный характер воздействия разряда. Как видно, учет неравновесного характера элекгроразрядного возбуждения приводит к почти двукратному снижению времени воспламенения рассматриваемой смеси.

Причина этого заключается в следующем. Нарабатываемые в разряде атомы водорода участвуют в формировании каталитического цикла, в результате которого происходит окисление молекул Нг и образование Н20:

Н + 02 + М Н02 + М, Н + Н02 -» ОН + ОН, ОН + Н2 -> Н20 + Н. Основным результатом этого процесса (2-Н2 + 02 -» 2 Н20 + 5 эВ) является нагрев смеси, а катализатором в этом цикле реакций выступает атомарный водород и ОН. Именно поэтому неравновесное по своему характеру возбуждение смеси импульсно-периодическим разрядом оказывается более эффективно, чем соответствующий «равновесный» аналог.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана модель кинетических процессов в газоразрядной азотной плазме и смеси азота с добавками кислорода и NO. Отличительной особенностью модели является учет реакций ассоциативной ионизации с участием электронно-возбужденных атомов

>1(2Р). Получена полуэмпирическая оценка константы скорости этих реакций, которая составила кои = 2-Ю"11 см3/с. Проведено численное моделирование динамики концентрации электронов после импульсного искрового разряда в азоте. Показано, что зафиксированный в экспериментах аномально медленный распад данной плазмы связан с наработкой в по-слеразрядный период заряженных частиц в реакциях ассоциативной ионизации Ы(2Р) + 1Ч(2Р) е + N2*. Кроме того, показано, что эти процессы являются одним из основных источников заряженных частиц в области розового послесвечения в азоте.

• Проведены исследования динамики тока несамостоятельного тлеющего разряда в азоте атмосферного давления с малыми (0.01%) добавками О2. Показано, что с ростом концентрации колебательно-возбужденных молекул ^(Х'Е* ,у> 15) существенно ускоряется наработка К2(А3£*) электронным ударом, что, в свою очередь, приводит к росту концентрации атомов кислорода 0(3Р) и возбужденных атомов М(2Р), участвующих в процессах ассоциативной ионизации ЬГ(2Р) + 0(3Р) -» е + N0*. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учета реакций с участием возбужденных атомов М(2Р) в ионизационном балансе разряда и о существенном влиянии малых добавок кислорода на динамику ионного состава и время устойчивого горения несамостоятельного разряда в азоте атмосферного давления.

2. Разработана модель быстрого нагрева азотно-кислородных смесей, возбужденных газовым разрядом. Получено, что в широком диапазоне величин приведенного электрического поля Е/Ы в нагрев газа поступает фиксированная доля разрядной мощности, затраченной на возбуждение электронных степеней свободы молекул В воздухе величина т]е составляет примерно 28% и уменьшается с понижением доли кислорода в смеси. Результаты проведенных расчетов согласуются с данными экспериментов при доле кислорода § > 4%.

• Представлена модель формирования колебательной функции распределения мета-стабильных электронно-возбужденных состояний К2(А3Е [ ,у) в газоразрядной плазме. Показана необходимость учета колебательного возбуждения этих состояний для адекватного описания нагрева газа в электроразрядной азотной плазме, а также при анализе механизмов формирования вращательного распределения состояния определяющих возможность применения методики измерения температуры газа по относительной интенсивности линий вращательной структуры 2+ системы азота.

3. Представлена модель кинетических процессов в азотно-кислородных смесях при температурах Т < 7000 - 7500 К. Проведены расчеты наработки окислов азота в факельном СВЧ разряде в воздухе атмосферного давления. Результаты расчетов энергетической эффективности генерации окислов азота в исследуемом разряде согласуются с экспериментальными данными. Разработана одномерная осесимметричная модель, описывающая

эволюцию параметров тлеющего разряда в потоке горячего воздуха. Получено согласие результатов расчетов с данными эксперимента по зависимости от температуры среднего поля в продольном тлеющем разряде при Р = 1 атм и Т0 = 1500 - 3000 К, что свидетельствует об адекватности описания процессов с участием заряженных частиц в горячем воздухе. Для значений тока I = 50 - 250 мА величина ЕЛЧ с ростом температуры газа меняется незначительно. С уменьшением разрядного тока до значений I < 5 мА (/ < 0.025 А/см2) происходит существенное снижение среднего поля при фиксированной начальной температуре газа (Т0 = 2300 - 2900 К). Следует подчеркнуть важную роль, которую играет наличие высокой начальной температуры газа, обеспечивающей рекомбинационный характер распада созданной плазмы за счет эффективного разрушения отрицательных ионов.

4. Разработана модель, позволяющая исследовать образование лидерного канала в воздухе и эволюцию его параметров на развитой стадии, когда длина лидера превышает несколько метров. Модель включает процессы ассоциативной ионизации, реакции, приводящие к быстрому нагреву газа, а также систему уравнений, описывающих газодинамические процессы в лидерном канале. Показано наличие двух этапов в развитии осесиммет-ричного токового канала. Первый протекает при практически постоянной плотности газа, на временах значительно меньших характерных газодинамических времен. Основным механизмом уменьшения диаметра разряда на этом этапе является неоднородность начального распределения концентрации электронов, что приводит к преимущественной наработке вблизи оси канала электронно-возбужденных частиц, участвующих в реакциях ассоциативной ионизации.

На втором этапе, протекающем на временах, когда уже существенно газодинамическое разрежение канала, изменение разрядных параметров связано в основном с развитием ионизационно-перегревной неустойчивости. В результате происходит дальнейшее «стягивание» разряда в приосевую область и формирование тонкого сильнопроводящего шнура. В воздухе атмосферного давления при токе I = 1 А радиус сформированного шнура составляет Яь = 10'2 см, что согласуется с данными экспериментов.

• Характерное время перехода разряда в контрагированное состояние в значительной степени определяет время формирования очередного элемента лидерного канала и скорость распространения лидера Уь. Расчеты зависимости скорости Уь от тока согласуются с имеющимися экспериментальными данными как в области относительно малых значений лидерного тока = 0.5-5 А, так и при токах, превышающих десятки ампер. Проведено сравнение скоростей распространения лидерного канала в воздухе при различных начальных давлениях газа. В области токов = 5 - 10 А скорости лидера при давлениях Р = 0.3 атм и 1 атм отличаются незначительно, однако, при 1ь > 30 А, с ростом величины тока различие скоростей увеличивается, причем большим давлениям соответствуют большие скорости.

5. Представлена кинетическая модель, описывающая воспламенение водород-кислородных смесей. Показано, что добавление в горючую смесь атомов кислорода и водорода может приводить к существенному уменьшению времен индукции и снижению температурного порога воспламенения горючих смесей, однако этот эффект проявляется преимущественно вблизи порога воспламенения. В зоне относительно низких начальных температур сдвиг порога воспламенения связан в основном с разогревом смеси за счет рекомбинации добавляемых атомарных частиц.

• Проведены исследования влияние добавок молекул синглетного кислорода 02(а'дЕ) на воспламенение Н2: 02 смесей высокого давления. Показано, что ключевым процессом, определяющим степень влияния синглетного кислорода, является его дезактивация на молекулах Н02, которые активно образуются в водород-кислородных смесях в рассматриваемых условиях. Сравнительный анализ влияния атомов 0(3Р) и молекул 02(а'дг) на времена индукции водород-кислородных и водородо-воздушных смесей свидетельствует, что в случае добавок атомарного кислорода снижение времен воспламенения является более значительным, чем в случае таких же добавок синглетного кислорода. Таким образом, для уменьшения времен индукции и снижения температурного порога воспламенения горючих смесей следует рекомендовать использование электроразрядных систем, обеспечивающих в первую очередь эффективную наработку атомарных частиц и радикалов.

6. Разработана самосогласованная модель, описывающая воздействие электрического разряда на водородо-воздушные смеси. Модель включает реакции ионизации, диссоциации и возбуждения молекул смеси электронным ударом, систему ионно-молеку-лярных процессов, реакции с участием электронно-возбужденных атомов и молекул. Представлены результаты моделирования плазмохимических процессов, инициированных наносекундным высоковольтным разрядом в стехиометрической смеси Н2 : воздух при Т0 = 300 К. Показана важная роль нарабатываемых в разряде возбужденных атомов О('Б) в процессах окисления водорода и образования молекул Н20. Эти атомы участвуют в быстрых реакциях образования радикалов ОН, которые, в свою очередь, «запускают» цепной механизм преобразования Н2 в Н20. Результаты расчетов согласуются с данными экспериментов по динамике окисления водорода в рассматриваемом разряде.

• Исследовано воздействие импульсно-периодического наносекундного разряда на холодные (То = 300 К) водородо-воздушные смеси. Показано, что неравновесное воспламенение смеси данным разрядом оказывается более эффективно, чем соответствующий «равновесный» аналог, когда вся энергия разрядных импульсов сразу поступает в нагрев газа. Причина этого эффекта заключается в формировании каталитического цикла, в результате которого происходит окисление молекул водорода и, соответственно, дополнительный нагрев смеси, причем катализатором в этом цикле реакций выступает нарабатываемый в разрядных импульсах атомарный водород и ОН.

Цитируемая литература

1. Guerra V., SaP.A., LoureiroJ. Hi. Phys.: Conference Series. 2007. V. 63. P. 012007.

2. Голубков Г.В., Иванов Г.К. Ридберговские состояния атомов и молекул и элементарные процессы с их участием. М. Эдиториал УРСС. 2001. 304 с.

3. OddoneS., Sheldon J.W., Hardy К.Л., Peterson J.R. //Phys. Rev. A. 1997. V. 56.№ 6. P. 4737-4741.

4. Piper L.G. II J. Chem. Phys. 1993. V. 98. № 11. P. 8560-8564.

5. Tulip J., Seguin H.J. II Phys. Lett. 1976. V. 58 A. № 3. P. 173-174.

6. SadeghiN., Foissac C., SupiotP. II J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V. 34. P. 1779-1788.

7. Eslami E„ Sadeghi N. II Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2008. V. 43. P. 93-102.

8. Манкелевич Ю.А., Паль А. Ф., Попов H.A., Рахимова Т.В., Филиппов А.В.И Физика плазмы. 2001. Т. 27. № 11. С. 1035-1045.

9. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М. Наука. 1987. 592 с.

10. Зарин А.С., Кузовников А.А., Шибкое В.М. Свободно локализованный СВЧ - разряде воздухе. М. Нефть и газ. 1996.204 с.

11 .ErshovA.P., Kalinin A.V., Lodinev V.V., Shibkov V.M. II Proc. XX ICPIG. Italy. Pisa. 1991. V. 2. P. 379-380.

12. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Искровой разряд. М. Изд-во МФТИ. 1997. 320 с.

13. Positive discharges in long air gaps at Les Renardieres Group //Electra. 1977. № 53. P. 31.

14. Кривоносова О.Э, Лосев C.A., Напивайко В.П., Мукосеев Ю.К., Шаталов О.П. II Химия плазмы. Вып. 14. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 3-31.

15. Yu L.. Laux С. О., Packan D. М„ Kruger С.Н. II J. Appl. Phys. 2002. V. 91. № 3. P. 2678.

16. Kossyil.A., Kostinsky A.Y., MatveevA.A., Silakov V.P. // Plasma Sources Sci.Technol. 1992. V. 1. № 3. P. 207.

17. Machala Z., Marode E., Laux C.O., Kruger С.Н. IIXV Int. Conf. on Gas Discharges and their Applications. Toulouse, France. 2004. P. 1089-1092.

18. Naidis G. V. II Plasma Sources Sci. Thechnol. 2007. V. 16. P. 297-303.

19. Bazelyan E.M., Raizer Yu.P., Aleksandrov N.L. // J.Phys. D: Appl.Phys. 2007. V. 40. P. 4133

20. Pasko V.P. И Plasma Phys. Control. Fusion. 2008. V. 50. P. 124050.

21. Андреев А.Г., Базелян Э.М., Булатов M. У., Кужекин И.П. и др. И Физика плазмы. 2008. Т. 34. № 7 . с. 663-669.

22. Базелян Э.М., Бурмистров М.В., Волкова О.В., Левитов В.И. II Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1978. № 2. С. 99-106.

23. Налбандян А.Б. // ЖФХ. 1946. Т. 20. № 11. С.1259-1272.

24. LavidM., Nachshon Y, GulatiS.K, Stevens J. G. //Combust. Sci. Tech. 1994. V. 96. P. 231.

25. Старик A.M., Титова U.C. II Кинетика и катализ. 2003. Т. 44. № 1. С. 35-46.

26. Cupitt L.T., Takacs G.A., Glass G.P. II Intern. J. Chem. Kinet. 1982. V. 14. P. 487-497.

27. Басевич В.Я., Веденеев В.И. //Химическая физика. 1985. Т. 4. С. 1102-1106.

28. Hack W., Kurzke H. II J. Phys. Chem. 1986. V. 90. P. 1900-1906.

29. Borreil P., Richards D.S. II J. Chem. Soc. Faraday Trans. II. 1989. V 85. P. 1401-1411.

30. Ionin A.A., Kochetov I. V., Napartovich A.P., Yuryshev N.N. II J. Phys. D: Appl. Phys. 2007. V. 40. R25-R61.

31. Starikovskaia S.M. II J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. V. 39. R265-R299.

32. Зацепин Д.В., Стариковская C.M., Стариковский А.Ю. II Химическая физика. 2001. Т. 20. № 7. С. 66-99.

33. Физическая химия быстрых реакций // под ред. U.C. Заслонко. М. Мир. 1976. С. 170.

34. Lou G., Bao A., Nishihara M., Keshav S., Utkin Yu.G., Rich J.W., Lempert W.R., Adamovich I.V. //Proc. Combustion Institute. 2007. V. 31. P. 3327-3334.

Список работ по теме диссертации

1. Груднт/кий В.Г., Попов H.A., Сопин П.И. Численное моделирование течения газа в рабочей среде плазмохимического реактора под действием короткоимпульсных сильноточных электронных пучков // ТВТ. 1987. Т. 25. Вып. 2. С. 376-382.

2. Груднщкш В.Г., Попов H.A., Сопин П.И. Численное моделирование течения газа при инжекции РЭП в рабочую среду плазмохимического реактора // Математическое моделирование. Физико-химические свойства вещества. М. Наука. 1989. С. 269-282.

3. Popov N.A. Associative ionization processes in nitrogen with metastable atom contribution // Proc. XX ESCAMPIG / Ed. by L.Tsendin (St.Petersburg, Russia, 1992). P. 93.

4. Грудницкий В.Г., Попов H.A. Выделение одиночных и взаимодействующих разрывов в расчетах нестационарных течений газа // Математическое моделирование. 1992. Т. 4. № 12. С. 72.

5. Попов H.A. Численное моделирование газодинамических процессов в химически реагирующих смесях // В сб. Алгоритмы для численного исследования разрывных течений (при быстром выделении энергии в областях сложной формы). М.: Труды ВЦ РАН. 1993. С. 99-143.

6. Попов H.A. Исследование распада плазмы импульсного СВЧ - разряда в воздухе // Письма в ЖТФ. 1993. Т. 19. Вып. 7. С. 89-93.

7. Клоповский К.С., Муховатова A.B., Попов A.M., Попов H.A., Поповичева О.Б., Рахимова Т.В. Особенности актинометрических измерений заселенности метастабильных состояний в азоте высокого давления, возбуждаемом сильноточным электронным пучком // Физика плазмы. 1993. Т. 19. № 9. С. 1162-1169.

8. Попов H.A. Исследование неустойчивости несамостоятельного СВЧ - разряда в азот-но-кислородных смесях // ТВТ. 1994. Т. 30. № 2. С. 177-182.

9. Попов H.A. Влияние колебательного возбуждения молекул озона на динамику состава азотно-кислородных смесей // В сб. Физика и химия газовых разрядов в пучках СВЧ -волн. М. Наука. 1994. Труды ИОФ РАН. Т. 47. С. 132-140.

10. Попов H.A. Моделирование плазмохимических процессов, инициируемых мощным СВЧ - разрядом в воздухе // Физика плазмы. 1994. Т. 20. № 3. С. 335-343.

11. Веденин П.В., Попов H.A. Исследование динамики и кинетики СВЧ - стримера в азоте и воздухе // Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20. №. 13. С. 85-90.

12. Грудницкий В.Г., Корнилов В.Б., Попов H.A., Рыгалин В.Н. Исследование газодинамических процессов, инициируемых дискретной лазерной искрой в воздухе // ТВТ. 1994. Т. 30. №4. С. 521-529.

13. Klopovsky K.S., Mukhovatova A.V., Popov A.M., Popov N. A., Popovicheva O.B, Rakhimova Т. V. II Kinetics of metastable states in high-pressure nitrogen plasma pumped by high-current electron beam // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1994. V. 27. P. 1399-1405.

14. Клоповский K.C., Ковалев A.C., Jlonaee Д.В., Попов H.A., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. Новый механизм образования синглетного кислорода в процессах с участием колебательно-возбужденных молекул озона // ЖЭТФ. 1995. Т. 106. Вып. 4. С. 1080-1099.

15. Веденин П.В., Попов H.A. Исследование параметров плазменного канала и динамики СВЧ - стримера в азоте и воздухе // ЖЭТФ 1995. Т.108. Вып. 2(8). С. 531-537.

16. Клоповский К.С., Попов H.A., Прошина О.В., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. О влиянии колебательного возбуждения озона на коэффициент прилипания электронов к молекуле 03 // Физика плазмы. 1997. Т. 23. № 2. С. 183-189.

17. Власов М.Н., Клоповский КС., Лопаев Д.В., Попов H.A., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. Механизм образования синглетного кислорода в верхней атмосфере // Космические исследования. 1997. Т. 35. № 3. С. 219-225.

18. Попов H.A. Об особенностях распада фотоплазмы, созданной излучением кольцевого скользящего разряда // ЖТФ. 1998. Т. 68. № 7. С. 51-56.

19. Klopovsky K.S., Lopaev D. V., Popov N.A., Rakhimov А. Т., Rakhimova Т. V. II Heterogeneous quenching of 02('Ag) molecules in H2: 02 mixtures // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. V. 32. P. 3003-3012.

20. Баландин A.A., Клоповский K.C., Лопаев Д.В., Попов H.A., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. Исследование процессов тушения молекул 02('Дв) в смеси водорода и кислорода в быс-тропроточном реакторе // Физика плазмы. 1999. Т. 25. № 11. С. 969-980.

21. Bityurin V., Klimov A., Leonov S., Brovkin V., Kolesnichenko Y., Popov N., Van Wie D.M. Shock waves structure and velocity at propagation through non-homogeneous plasma // AIAA 2000-2571,2000. II p.

22. Иванов B.B., Попов H.A., Прошина О.В., Рахимова Т.В., Рулев Г.Б., Саенко В.Б. Исследование процессов образования и гибели озона при фотолизе кислорода в камере ВУФ озонатора // Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. Вып.1. С. 65-71.

23. Попов H.A. Исследование механизма быстрого нагрева азота и воздуха в газовых разрядах // Физика плазмы. 2001. Т. 27. № 10. С. 940-950.

24. Манкелевич Ю.А., Паль А.Ф., Попов Н.А., Рахимова Т.В., Филиппов А.В. Динамика тока и механизмы развития неустойчивости несамостоятельного тлеющего разряда в азоте // Физика плазмы. 2001. Т. 27. С. 1035-1045.

25. Попов Н.А. Исследование пространственной структуры ветвящихся стримерных каналов коронного разряда // Физика плазмы. 2002. Т. 28. № 7. С. 664-672.

26. Ведении П.В., Попов Н.А. Распространение СВЧ разряда высокого давления в допро-бойных полях. Формирование плазменных структур. // ЖЭТФ. 2003. Т. 123. № 1. С. 49-63.

27. Попов Н.А. Формирование и развитие лидерного канала в воздухе // Физика плазмы. 2003. Т. 29. № 8. С. 754-767.

28. Vasiljeva A.N., Klopovsky K.S., Kovalev A.S., Lopaev D. V., Mankelevich Y.A., Popov N.A., Rakhimov A.T., Rakhimova T.V. // On the possibility of Oi(a'Ag) production by a non-self-sustained discharge for oxygen-iodine laser pumping II J. Phys. D: Appl. Phys. 2004. V. 37. P. 2455-2468.

29. Savin Yu. V., Gorbachev L. V., Adamenkov Yu.A., Rakhimova Т. V., Mankelevich Yu.A., Popov N.A., Adamenkov A.A., Egorov V. V., Ilyin S.P., Kolobyanin Yu. V., Kudryashov E.A., Vyskubenko B.A. Singlet oxygen production and quenching mechanisms in travelling microwave discharges 1П. Phys. D: Appl. Phys. 2004. V. 37. P. 3121-3128.

30. Berezhetskaya N.K., Gritsinin S.I., Kop 'ev V.A., Kossyi I.A., Popov N.A., Silakov V.P., Van Wie D.M. Microwave discharge as a method for igniting combustion in gas mixtures // 43lh AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (10-13 January, 2005, Reno). AIAA 2005991. 15 p.

31. Васильева A.H., Клоповский K.C., Ковалев A.C., Jlonaee Д.В., Манкелевич Ю.А., Попов Н.А., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. Генерация синглетного кислорода в несамостоятельном разряде // Физика плазмы. 2005. Т. 31. № 4. С. 361-375.

32. Знаменская И.А., Kopomeee Д.А., Попов Н.А. Наносекундный сильноточный разряд в сверхзвуковом потоке газа // Теплофизика высоких температур. 2005. Т. 43. С. 820-827.

33. Kovalev A.S., Lopaev D.V., Mankelevich Yu.A., Popov N.A., Rakhimova T.V., Poroykov A.Yu., Carroll D.L. II Kinetics of Oiib'Sg) in oxygen RF discharges // J. Phys. D: Appl. Phys.

2005. V. 38. P. 2360-2370.

34. Попов Н.А. Моделирование продольного тлеющего разряда в потоке горячего воздуха при атмосферном давлении // Физика плазмы. 2006. Т. 32. № 3. С. 264-272.

35. Starikovskaia S.M., Anikin N.B., Kosarev I.N., Popov N.A., Starikovskii A.Yu. Analysis of ignition by nonequilibrium sources. Ignition of homological series of hydrocarbons by volume nanosecond discharge // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (9-12 January,

2006, Reno). AIAA 2006-0616.

36. Грицинин С.И., Князев В.Ю., Коссый И.А., Попов Н.А. Микроволновой факел как плазмохимический генератор окислов азота II Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 565-570.

37. Rakhimova Т. V., Kovalev A.S., Klopovsky K.S., Lopaev D. V., Mankelevich Yu.A., Vasilieva A.N., Braginsky O.V., PopovN.A., Proshina O.V., RakhimovA.T. Singlet oxygen generator oper-

ating at high oxygen pressure II 37lb AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference. (San Francisco, USA. 2006). AIAA 2006-3762.

38. Bityurin V.A., Bocharov A.N., Popov N.A. Numerical simulation of the discharge in supersonic flow around a sphere // 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (8-12 January, 2007, Reno). AIAA 2007-0223. 14 p.

39. Popov N.A., Kossyi LA. Nonequilibrium excitation of hydrogen-oxygen mixture and its influence on ignition // 45lh AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (8-12 January, 2007, Reno). AIAA 2007-1031. 27 p.

40. Kossyi LA., Gritsinin S.L., Guschin P.A., Knyazev V.Yu., Popov N.A. Microwave torch as tool for an airflow chemical transformation // 45lh AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (8-12 January, 2007, Reno). AIAA 2007-0429.

41. Попов H.A. Влияние неравновесного возбуждения на воспламенение водород-кислородных смесей // ТВТ. 2007. Т. 45. № 2. С. 296-315.

42. Попов Н.А. Реакции с участием синглетного кислорода Ог(а'Дг) и их влияние на воспламенение Нг : О2 смесей // V Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии (3-8 сентября, г. Иваново, 2008). Т. 1. С. 266-269.

43. Попов Н.А. Воздействие импульсного сильноточного разряда на водородо-воздушные смеси // Физика плазмы. 2008. Т. 34. № 5. С. 414-430.

44. Bityurin V.A., Bocharov A.N., Popov N.A. Direct current discharge in supersonic flow // 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (January, 2008, Reno). AIAA 2008-1385.

45. Попов Н.А. Колебательная кинетика электронно-возбужденных состояний N2(A3SU+, v) в газоразрядной плазме // V Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии (3-8 сентября, г. Иваново, 2008). Т. 1. С. 125-129.

46. Битюрин В.А., Бочаров А.Н., Попов Н.А. Численное моделирование электрического разряда в сверхзвуковом потоке // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2008. № 4. С. 160-171.

47. Попов Н.А. Реакции ассоциативной ионизации в азоте с участием возбужденных атомов // Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 5. С. 482-496.

48. Бережецкая Н.К., Грицинин С.И., Копьев В.А., Коссый НА., Кулешов П.С., Попов Н.А., Старик A.M., Тарасова Н.М. Воспламенение горючей смеси в замкнутом объеме, инициированное мощным электрическим разрядом // Физика плазмы. 2009. Т. 35. С. 520-532.

49. Попов Н.А. Исследование образования лидерного канала и скорости его распространения в воздухе // Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 9. С. 855-863.

Подписано в печать 09.07.2009. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Печать цифровая. Печ. л. 1,75. Тираж 100 экз. Заказ № Т-217

Отпечатано в типографии «КДУ» Тел./факс: (495) 939-57-32 Е-таП: press@kdu.ru

ВВЕДЕНИЕ . б

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

• Реакции ассоциативной ионизации в азоте

• Исследования быстрого нагрева азотно-кислородных смесей в электроразрядной плазме и плазмохимических процессов в горячем воздухе

• Формирование и развитие лидерного канала в воздухе. Скорость распространения лидера

• Неравновесное воспламенение водород-кислородных и водородо-воздушных смесей

Глава 2. ПРОЦЕССЫ АССОЦИАТИВНОЙ ИОНИЗАЦИИ В АЗОТЕ

С УЧАСТИЕМ ВОЗБУЖДЕННЫХ АТОМОВ

§ 2.1. Описание модели

§ 2.2. Влияние реакций ассоциативной ионизации с участием атомов N( Р) на динамику распада газоразрядной плазмы

• Реакции ассоциативной ионизации в послесвечении искрового разряда в азоте

• Реакции ассоциативной ионизации в области розового послесвечения ВЧразрядов в азоте.

• Влияние добавок NO на динамику распада азотной плазмы.

§ 2.3. Реакции ассоциативной ионизации на стадии распада пучковой плазмы.

§ 2.4. Исследование динамики тока и механизма развития неустойчивости несамостоятельного разряда в азоте

§ 2.5. Выводы к Главе

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ БЫСТРОГО НАГРЕВА

АЗОТА И ВОЗДУХА В ГАЗОВЫХ РАЗРЯДАХ

§3.1. Постановка задачи, описание модели.

• Нагрев при рекомбинация электронов с молекулярными ионами

• Нагрев в процессах диссоциации азота и кислорода электронным ударом

• Нагрев при тушении электронно-возбужденных состояний азота кислородом

• Нагрев при тушении возбужденных атомов 0(]D)

• Реакции VT-релаксации колебательного возбуждения

N2(v) на атомах кислорода

§ 3.2. Колебательная кинетика электронно-возбужденных состояний N2(A Eu ,v) в газоразрядной плазме

§ 3.3. Быстрый нагрев воздуха в газоразрядной плазме

§ 3.4. Быстрый нагрев N2 : 02 смесей с малыми добавками кислорода

§ 3.5. О возможности определения температуры газа на основании данных по относительным интенсивностям линий вращательной структуры 2+ системы азота

§ 3.6. Выводы к Главе

Глава 4. ПЛАЗМОХИМИЧЕКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГОРЯЧЕМ

ВОЗДУХЕ

§4.1. Описание модели и результаты тестовых расчетов

§ 4.2. Моделирование генерации окислов азота в микроволновом факельном разряде

§ 4.3. Продольный тлеющий разряд в потоке горячего воздуха атмосферного давления

• Квазистационарный продольный тлеющий разряд в воздухе атмосферного давления

§ 4.4. Выводы к Главе

Глава 5. ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ ЛИДЕРНОГО

КАНАЛА В ВОЗДУХЕ

§ 5.1. Постановка задачи, описание модели

§ 5.2. Моделирование начального этапа формирования лидерного канала

§ 5.3. Скорость распространения лидерного канала

§ 5.4. Эволюция параметров лидерного канала на развитой стадии

§ 5.5. Выводы к Главе

Глава 6. ВЛИЯНИЕ НЕРАВНОВЕСНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

НА ВОСПЛАМЕНЕНИЕ ВОДОРОД-КИСЛОРОДНЫХ СМЕСЕЙ

§ 6.1. Воспламенение Н2 : Ог смесей. Описание модели и результаты тестовых расчетов

• Расчеты времен индукции водород-кислородных смесей

• Расчеты временной динамики основных компонент водород-кислородной смеси

§ 6.2. Влияние атомов водорода и кислорода на воспламенение Н2 : О2 смесей

§ 6.3. Реакции с участием синглетного кислорода 02(а'Лё) и их влияние на воспламенение водород-кислородных смесей

• Реакция Н + 02(a1Ag) при Т <430 К

• Реакция Н + 02(a!Ag) при Т> 500 К

• Влияние добавок 02(a1Ag) на воспламенение

Н2 : 02 смесей

§ 6.4. Выводы к Главе

Глава 7. ВОЗДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСНОГО СИЛЬНОТОЧНОГО РАЗРЯДА НА ВОСПЛАМЕНЕНИЕ ВОДОРОДО-ВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

§ 7.1. Постановка задачи, описание модели.

§ 7.2. Окисление водорода в стехиометрической смеси Н2 : воздух импульсно-периодическим сильноточным разрядом

§ 7.3. Воспламенение стехиометрической водородо-воздушной смеси импульсным сильноточным разрядом

§ 7.4. Воспламенение водородо-воздушных смесей импульснопериодическим наносекундным разрядом

§ 7.5. Выводы к Главе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Актуальность темы

Возбуждение внутренних степеней свободы и наработка активных частиц в газоразрядной плазме существенно повышают реакционную способность смесей, однако для использования этого обстоятельства необходим детальный анализ механизмов протекания физико-химических процессов и адекватное описание конкретных реакций с участием неравновесно возбужденных в разрядах частиц. В процессе* моделирования различных электроразрядных систем значительное внимание исследователей, как правило, уделяется процессам наработки заряженных частиц. В большинстве случаев основным источником заряженных частиц являются процессы ионизации молекул газа электронным ударом. В азотсодержащих смесях реальную конкуренцию этим процессам могут составить реакции ассоциативной ионизации с участием колебательно-возбужденных молекул в основном состоянии N2(X!E + ,v>32), метастабильных электронно - возбужденных молекул

N2(A £ I), N2(a' £u"), атомов N( Р), N( D) и др. Эти реакции играют важную роль, определяя такие характеристики электроразрядной плазмы, как концентрация электронов, ионный состав, время развития неустойчивостей и др. Кроме того, процессы ассоциативной ионизации играют определяющую роль,в наработке заряженных частиц в послеразрядный период, когда отсутствуют другие источники ионизации. Последнее может быть существенно, в частности, при исследовании импульсно-периодического режима горения разрядов.

Важной характеристикой электроразрядных систем является скорость нагрева газа в зоне действия, разряда. В большинстве случаев возбуждение газа является существенно неравновесным, поэтому лишь малая часть поступающей от разряда энергии идет непосредственно в нагрев смеси. В молекулярных газах эта энергия в основном затрачивается на колебательное возбуждение, электронное возбуждение и диссоциацию молекул. В азотсодержащих смесях время термализации энергии неравновесного колебательного возбуждения молекул азота (в процессах VT - релаксации и VV' - обмена), как правило, достаточно велико. Экспериментальные исследования свидетельствуют о существенно более быстром, чем времена колебательной релаксации, нагреве газов в разрядах, что связано с тушением электронного возбуждения атомов и молекул. Данные о быстром нагреве газа важны для решения целого ряда задач плазменной аэродинамики, в частности, оптимизации работы современных плазменных актуаторов, призванных обеспечить эффективное управление характеристиками потока вблизи поверхности летательных аппаратов за счет контроля зоны, ламинарно-турбулентного перехода.

В' случае быстрого пространственно-неоднородного нагрева газа возможна тепловая контракция разряда, связанная с развитием ионизационно-перегревной неустойчивости: рост температуры газа сопровождается уменьшением его плотности, в итоге приведенное электрическое поле E/N (Е - напряженность электрического поля, N - концентрация частиц) в этой области пространства увеличивается, что, в свою очередь, приводит к росту удельной мощность энерговыделения, дальнейшему увеличению температуры газа и т.д. Модель контракции разряда при заданном токе составляет основу современного представления о механизме формирования лидерного канала в воздухе атмосферного давления. Все детали этого процесса заслуживают тщательного изучения, поскольку лидерный процесс является основным элементом теории пробоя длинных воздушных промежутков, а адекватная оценка электрической прочности воздушных промежутков крайне важна для приложений.

Процессы быстрого нагрева газа и реакции ассоциативной ионизации, составляя основу механизма стримерно-лидерного перехода, в значительной степени определяют время этого перехода и скорость распространения лидера. Величина скорости измеряется во многих экспериментальных работах и является одной из основных характеристик лидерного процесса.

В последнее время активно обсуждается проблема неравновесного плазменно-стимулированного воспламенения горючих смесей. Сейчас в большинстве практически интересных случаев поджиг горючих смесей осуществляется путем повышения температуры до .значений, превышающих предел воспламенения Tg\ Влияние дополнительного неравновесного возбуждения может приводить к сокращению периода индукции горючих смесей,, к снижению температурного предела воспламенения, то есть зажиганию смеси при начальных температурах, меньших Tg*, кроме того,, появляется возможность дополнительного управления процессом воспламенения.

Влияние газоразрядной плазмы, на процесс поджига горючих смесей: сводится к наработке в разрядах активных частиц, которые, участвуя далее в цепных химических реакциях, приводят к воспламенению смеси. В зависимости от величины приведенного поля E/N, которое реализуется в используемых разрядах, происходит преимущественная? наработка либо атомарных частиц, либо электронно-возбужденных (^(a'Ag), ) и колебательновозбужденных молекул. Наличие электронно-возбужденных и колебательно-возбужденных молекул существенно увеличивает скорости цепных реакций с их участием и позволяет надеяться- на5 возможность, воспламенения;; горючих смесей при; относительно низких начальных температурах. Этооказыва-ется существенно для увеличения полноты сгорания топлива-в потоках газа с резко неоднородным профилем температуры, при наличии областей относительно холодного газа, анализе возможности использования? обедненных горючих смесей, уменьшения вредных выбросов; и др.

Целью диссертационной работы? является моделирование: плазмохи-мических процессов, инициированных воздействием электрических разрядов и, в ряде случаев, электронных пучков на азотно-кислородные и горючие газовые смеси. Последние рассматриваются; на примере• смесей- водорода-с кислородом' и воздухом.

Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения, изложена на 348 страницах, включает 128 рисунков, 14 таблиц и списка цитируемой литературы из 400 наименований. Далее приводится краткое изложение диссертации по главам.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана модель кинетических процессов в газоразрядной азотной плазме и смеси азота с добавками кислорода и NO. Отличительной особенностью модели является учет реакций ассоциативной ионизации с участием электронно-возбужденных атомов N( Р). Получена полуэмпирическая оценка константы скорости этих реакций, которая при Т = 300 К составила

II 3 kass = 2-10" см /с. Проведено численное моделирование динамики концентрации электронов после импульсного искрового разряда в азоте. Показано, что зафиксированный в экспериментах аномально медленный распад данной плазмы связан с наработкой в послеразрядный период заряженных частиц в

2 2 + реакциях ассоциативной ионизации N( Р) + N( Р) -> е + N2 . Кроме того, показано, что эти процессы являются одним из основных источников заряженных частиц в области розового послесвечения в азоте. Реакции ассоциативл ной ионизации с участием электронно-возбужденных молекул N2(A Е*) и N^a'1!^"), часто используемые при описании характеристик газоразрядной плазмы, дают в данном случае значения концентрации электронов в десятки раз меньше экспериментальных.

• Исследовано влияние добавок окислов азота на скорость вторичной ионизации Qion в дальнем послесвечении азотной плазмы. Показано, что при малых добавках окислов азота величина Qjon увеличивается с ростом концентрации молекул N0, что согласуется с данными эксперимента. Этот эффект связан с протеканием реакции ассоциативной ионизации N(2P) + 0(3Р) —» е + NO+, в которой участвуют атомы кислорода, образующиеся после добавления в поток диссоциированного азота молекул N0. С увеличением доли молекул NO в смеси величина скорости вторичной ионизации QIon снижается вследствие уменьшения концентрации возбужденных атомов

N( Р).

• Проведены исследования динамики тока несамостоятельного тлеющего разряда в азоте атмосферного давления с малыми (0.01%) добавками кислорода. Показано, что с ростом концентрации колебательно-возбужденных молекул существенно ускоряется наработка N2(A3E*) электронным ударом, что, в свою очередь, приводит к росту концентрации атомов кислорода 0( Р) и возбужденных атомов

N( Р), участвующих в процессах ассоциативной ионизации N(2P) + 0(3Р) —> е + NO+. Результаты проведенных расчетов адекватно описывают экспериментальные данные по динамике тока и времени устойчивого горения несамостоятельного разряда. Полученные' результаты свидетельствуют о необходимости учета реакций с

О 1 участием возбужденных атомов N( Р) в ионизационном балансе разряда и о существенном влиянии малых добавок кислорода на динамику ионного состава и времена устойчивого горения несамостоятельного разряда в азоте атмосферного давления.

2. Разработана модель, позволяющая исследовать быстрый нагрев азотно-кислородных смесей, возбужденных газовым разрядом. В рамках этой модели основной нагрев происходит в реакциях предиссоциации сильновозбужденных электронных состояний кислорода, которые заселяются либо электронным ударом, либо при тушении возбужденных состояний N2. Результаты моделирования адекватно описывают имеющиеся* экспериментальные данные по динамике нагрева воздуха в газоразрядной, плазме.

Показано, что в,широком диапазоне величин приведенного электрического поля E/N в нагрев газа поступает фиксированная доля разрядной мощности, затраченной на возбуждение электронных степеней свободы молекул г)е. Это обстоятельство может быть использовано для упрощенного описания источника тепловыделения в газовых разрядах. В' воздухе величина rjE составляет примерно 28% и уменьшается с понижением доли кислорода в смеси. Результаты проведенных расчетов согласуются с данными экспериментов при доле кислорода 8 > 4%.

• Представлена модель формирования колебательной функции распре

-3 деления метастабильных электронно-возбужденных состояний N2(A 2 * ,v) в ч газоразрядной плазме. Молекулы N2(A £ * ,v) участвуют в реакциях, приводящих к быстрому нагреву азота и в процессах заселения состояния 7

N2(C Пи), вращательное распределение которого часто используется для определения температуры газа. Показана необходимость учета колебательного о возбуждения метастабильных состояний N2(A X + ,v) для адекватного описания нагрева газа в электроразрядной азотной плазме, а также при анализе механизма формирования вращательного распределения состояния N2(C Пи), определяющего возможность применения методики измерения температуры газа по относительной интенсивности линий вращательной структуры 2+ системы азота.

3. Представлена модель кинетических процессов в азотно-кислород-ных смесях при температурах Т < 7000 - 7500 К. Проведены расчеты наработки окислов азота в факельном СВЧ разряде в воздухе атмосферного давления. Результаты расчетов энергетической эффективности генерации окислов азота в исследуемом разряде согласуются с экспериментальными данными. Показано, что в рассматриваемых условиях основное образование NOx происходит в результате нагрева воздуха до температур 3500 - 4000 К с последующей закалкой продуктов реакции.

• Разработана одномерная осесимметричная самосогласованная модель, описывающая эволюцию параметров тлеющего разряда в потоке горячего воздуха. Получено согласие результатов расчетов с данными эксперимента по зависимости от температуры среднего поля в продольном тлеющем разряде в потоке воздуха при Р = 1 атм и Т0 = 1500 - 3000 К. При этом для значений тока I = 50 - 250 мА величина E/N с ростом температуры газа меняется незначительно. С уменьшением разрядного тока до значений I < 5 мА (j < л

0.025 А/см ) происходит существенное снижение среднего поля при фиксированной начальной температуре газа (Т0 = 2300 - 2900 К). В рассматриваемых условиях характерное время рекомбинационной гибели электронов при малых токах значительно превосходит время пребывания газа в разряде, поэтому достаточно величины полей на уровне 5-10 Td, чтобы обеспечить перенос образующихся в катодном слое электронов к аноду. Следует подчеркнуть важную роль, которую играет наличие высокой начальной температуры газа, обеспечивающей рекомбинационный характер распада созданной плазмы за счет эффективного разрушения отрицательных ионов.

• Проведены исследования параметров квазистационарного тлеющего г разряда в воздухе атмосферного давления. Этот тип разряда применяется в последнее время- для- проведения медико-биологических исследований. На начальном этапе происходит контракция данного разряда, что существенно сказывается на его характеристиках. Результаты расчетов зависимости величины электрического- поля и температуры газа в приосевой области разряда от тока согласуются с экспериментальными данными. Исследуемый разряд характеризуется высокой степенью диссоциации кислорода и интенсивной наработкой окислов азота, что может представлять интерес для приложений.

4., Разработана самосогласованная модель, позволяющая исследовать образование лидерного канала в воздухе и эволюцию его параметров на развитой стадии, когда длина лидера превышает несколько метров. Модель включает процессы ассоциативной ионизации, реакции, приводящие к быстрому нагреву газа, а также систему уравнений для описания газодинамических процессов в лидерном канале. Показано наличие двух этапов в.развитии осесимметричного токового канала. Первый протекает при практически постоянной плотности газа, на временах значительно- меньших характерных газодинамических времен. Основным механизмом уменьшения диаметра разряда на этом этапе является неоднородность начального-распределения концентрации электронов, что приводит к преимущественной наработке вблизи оси канала электронно-возбужденных частиц, участвующих в реакциях ассоциативной ионизации. В результате, концентрация электронов вблизи оси растет существенно быстрее, чем на периферии, что и приводит к уменьшению эффективного поперечного размера плазменного канала.

На втором этапе, протекающем на временах, когда уже существенно газодинамическое разрежение канала, изменение разрядных параметров связано в основном с развитием ионизационно-перегревной неустойчивости. В результате происходит дальнейшее «стягивание» разряда в приосевую область и формирование тонкого сильнопроводящего шнура. В воздухе атмосферного давления при токе I = 1 А радиус сформированного шнура составляет Rh = 10" см, что согласуется с данными экспериментов.

• Характерное время перехода разряда в контрагированное состояние (сопровождающееся существенным ростом температуры газа) в значительной степени определяет время формирования очередного элемента лидерного канала и скорость распространения лидера VL. Проведены расчеты зависимости скорости Vl от тока. Результаты расчета согласуются с имеющимися экспериментальными данными как в области относительно малых значений лидерного тока II = 0.5 - 5 А, так и при токах, превышающих десятки ампер. Проведено сравнение скоростей распространения'лидерного канала в воздухе при различных начальных давлениях газа. В области токов IL = 5 - 10' А скорости лидера при давлениях Р = 0.3 атм и 1 атм отличаются незначительно, однако, при II > 30 А, с ростом величины тока различие скоростей увеличивается, причем большим давлениям соответствуют большие скорости.

5. Представлена кинетическая модель, описывающая воспламенение водород-кислородных смесей. В рамках тестирования^ данной модели проведены расчеты зависимости времен индукции Н2 : 02 смесей, разбавленных азотом и аргоном, от начальной-температуры. Получено согласие результатов расчетов с имеющимися экспериментальными данными.

Исследовано влияние добавок, атомарных частиц на воспламенение Н2 : 02 : N2 : Аг смесей. Показано, что добавление в горючую смесь атомов кислорода и водорода может приводить к существенному уменьшению времен индукции и снижению температурного порога воспламенения горючих смесей. Однако этот эффект проявляется преимущественно вблизи порога воспламенения. В зоне относительно низких начальных температур сдвиг порога воспламенения связан в основном с разогревом смеси за счет рекомбинации добавляемых атомарных частиц.

• Разработанная модель воспламенения водород-кислородных смесей дополнялась процессами, описывающими влияние добавок молекул синглетного кислорода Ог(а1Д£) и ОгС^1!^) на эволюцию состава этих смесей. С использованием объединенной модели удалось описать все основные экспериментальные результаты по динамике тушения синглетного кислорода, а также динамике концентрации атомов 0(3Р) и Н, в водород-кислородных смесях в диапазоне температур Т0 = 300 - 1000 К. Результаты сравнения проведенных расчетов с экспериментальными данными позволяют заключить, что большая часть актов взаимодействия молекул синглетного кислорода с атомарным водородом 02(a1Ag) + Н приводит к тушению 02(a'Ag). Доля этого канала превышает 80% и лишь в 15 - 20% случаев наблюдается реакция разветвления цепи.

• Проведены исследования влияние добавок молекул синглетного кислорода 02(a1Ag) на воспламенение Н2 : Ог смесей высокого давления. Показано, что ключевым процессом, определяющим степень влияния синглетного кислорода, является его дезактивация на молекулах Н02, которые активно образуются в водород-кислородных смесях в рассматриваемых условиях. j 1 Сравнительный анализ влияния атомов 0( Р) и молекул Ог(а Ag) на времена индукции водород-кислородных и водородо-воздушных смесей показал, что в случае добавок атомарного кислорода снижение времен воспламенения является более значительным, чем в случае таких же добавок синглетного кислорода. Присутствие даже относительно небольшой (10"3 - 10"4) начальной Л концентрации 0( Р) и 03 сводит влияние добавок синглетного кислорода на процессы воспламенения лишь к дополнительному нагреву смеси в процессе дезактивации 02(a1Ag). Таким образом, для уменьшения времен индукции и снижения температурного порога воспламенения горючих смесей следует рекомендовать использование электроразрядных систем, обеспечивающих в первую очередь эффективную наработку атомарных частиц и радикалов.

7. Разработана самосогласованная модель, описывающая воздействие электрического разряда на водородо-воздушные смеси. Модель включает процессы ионизации, диссоциации и возбуждения молекул смеси электронным ударом, систему ионно-молекулярных реакций для определения состава заряженных частиц, процессы с участием электронно-возбужденных атомов и молекул, а также систему реакций, описывающих воспламенение водород-кислородных смесей. Представлены результаты моделирования плазмохи-мических процессов, инициированных наносекундным высоковольтным разрядом в стехиометрической смеси Н2 : воздух при Т0 = 300 К. Показана важная роль нарабатываемых в разряде возбужденных атомов O^D) в процессах окисления водорода и образования молекул Н20. Эти атомььучаствуют в быстрых реакциях образования радикалов ОН, которые, в свою--очередь, «запускают» цепной- механизм преобразования Н2 в Н20. Результаты расчетов согласуются с данными экспериментов по динамике окисления водорода в рассматриваемом разряде.

• Исследовано воздействие короткоимпульсного сильноточного разряда на горячие водородо-воздушные смеси и проведено сравнение расчетов периода воспламенения^этих смесей при Р = 0.45 атм с учетом и без учета воздействия разряда. Показана возможность значительного снижения времен индукции и температурного порога воспламенения стехиометрической смеси Н2 : воздух в результате воздействия разряда. Основным итогом этого воздействия является наработка атомарных частиц О, Н и радикалов ОН, которые участвуют в цепных реакциях, приводящих к воспламенению горючих смесей.

1 О

Влияние возбужденных атомов 0( D), N( D) и др. на времена индукции предварительно нагретых смесей оказывается невелико, поскольку при высоких температурах газа реакции атомарных частиц в основном электронном состоянии уже сами по себе являются достаточно быстрыми и не требуется их дополнительного ускорения за счет электронного возбуждения реагентов.

• Представлены расчеты, воздействия импульсно-периодического нано-секундного разряда на холодные (Т0 = 300 К) водородо-воздушные смеси. Получено согласие результатов численного моделирования времени воспламенения стехиометрической смеси Н2 : воздух с данными эксперимента в диапазоне давлений Р = 50 - 60 Тор. Показано, что неравновесное воспламенение смеси рассматриваемым импульсно-периодическим разрядом оказывается более эффективно, чем соответствующий «равновесный» аналог, когда вся энергия разрядных импульсов сразу поступает в нагрев смеси. Причина этого эффекта заключается в формировании каталитического цикла, в результате которого происходит окисление молекул водорода и образование воды. Основным результатом этого процесса является-нагрев смеси, причем катализатором в данном цикле реакций выступают нарабатываемые в разрядных импульсах атомарный водород и ОН.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность своему первому научному руководителю Грудницкому В.Г. за привитые навыки численного исследования сложных газодинамических систем, Коссому И.А., Стариковской С.М., Стариковскому А.Ю., беседы с которыми побудили автора'к изучению процессов плазменно-стимулированного воспламенения горючих смесей, Базеляну Э.М., благодаря которому в диссертации появилась глава по исследованию лидерных процессов, Битюрину В.А., Найдису Г.В., Филимоновой Е.А. за интерес к работе и полезные обсуждения, а также руководителям и сотрудникам Отдела микроэлектроники НИИ Ядерной физики МГУ Рахимову А.Т., Рахимовой Т.В., Иванову В.В., Клоповскому К.С., Лопаеву Д.В., Манкелевичу Ю.А. за помощь в работе и поддержку.

7.5. Заключение

В Главе 7 представлена самосогласованная модель, описывающая воздействие электрического разряда на водородо-воздушные смеси. Модель включает процессы ионизации, диссоциации и возбуждения молекул смеси электронным ударом, систему ионно-молекулярных реакций для определения состава заряженных частиц, процессы с участием электронно-возбужденных атомов и молекул, а также систему реакций, описывающих t воспламенение водород-кислородных смесей.

Приводятся результаты моделирования плазмохимических процессов, инициированных наносекундным высоковольтным разрядом в стехиометрической смеси Н2 : воздух при Т0 = 300 К. Показана важная роль нарабатываемых в разряде возбужденных атомов 0(lD) в процессах окисления водорода и образования молекул Н20. Эти атомы участвуют в быстрых реакциях образования радикалов ОН, которые, в свою очередь, «запускают» цепной механизм преобразования,Н2 в Н20. Разработанная модель позволяет описать экспериментальные данные [165] по окислению водорода.

Представлены результаты расчетов воздействия, короткоимпульсного сильноточного разряда на горячие водородо-воздушные смеси. Проведено сравнение периода воспламенения этих смесей при Р = 0.45 атм с учетом и без учета воздействия разряда. Показана возможность значительного снижения времен индукции и температурного порога воспламенения смеси Н2 : воздух в результате воздействия разряда. Основным итогом* этого воздействия является- наработка» атомарных частиц О, Н и радикалов ОН, которые участвуют в цепных реакциях, приводящих к воспламенению горючих смесей. о 1

Влияние возбужденных атомов N( D), 0( D) и др. на времена индукции предварительно нагретых смесей оказывается невелико, поскольку при высоких температурах газа реакции атомарных частиц в основном электронном состоянии уже сами по себе являются» достаточно быстрыми и не требуется их дополнительного ускорения за счет электронного возбуждения реагентов. При высоких значениях E/N, которые реализуются в рассматриваемых условиях, доля энергии разряда, поступающая, на колебательное возбуждение H2(v), 02(v) и электронное возбуждение 02(a'Ag), 02(61Eg+) мала, поэтому роль этих частиц в снижении времен индукции также незначительна.

Добавление в. начальный момент времени атомарных частиц дает возможность снизить температуру зажигания горючих смесей. Однако этот эффект проявляется преимущественно вблизи порога воспламенения. В зоне относительно низких начальных температур сдвиг порога воспламенения связан в основном с разогревом смеси за счет рекомбинации добавляемых атомарных частиц.

Представлены расчеты воздействия импульсно-периодического нано-секундного разряда на водородо-воздушные смеси с начальной температурой Т0 = 300 К. Получено согласие результатов численного моделирования времени воспламенения стехиометрической смеси Н2 : воздух с данными эксперимента в диапазоне давлений Р = 50 - 60 Тор. Показано, что неравновесное воспламенение смеси рассматриваемым импульсно-периодическим разрядом оказывается более эффективно, чем соответствующий «равновесный» аналог, когда вся энергия разрядных импульсов «мгновенно» поступает в нагрев смеси. Причина этого эффекта заключается в том, что нарабатываемые в разряде атомы водорода участвуют в формировании каталитического цикла, в результате которого происходит окисление молекул водорода и образование воды. Основным результатом этого процесса является нагрев смеси, причем катализатором в этом цикле реакций выступает нарабатываемый в разрядных импульсах атомарный водород.

1. Полак Л. С., Овчинников А:А., Словецкий Д.Ш, Вурзель Ф.Б. Теоретическая и прикладная плазмохимия. М. Наука. 1975: 304 с.

2. Елецкий А В:, Панкина Л:А:, Смирнов Б.М. Явления переноса в слабоиони-зованной плазме. М. Атомиздат. 1975.

3. Полак Л. С. Неравновесная химическая кинетика и .ее приложения. М. Наука. 1979.

4. Гордиец Б.Ф., Осипов А.И., П1елепин JI.A. Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры. М. Наука. 1980. 512 с.

5. Словецкий Д.И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме. M. Наука. 1980;

6. РайзерЮ.Ш Физика газового разряда. М.Наука. 1987. 592 с.10: Голубев В:С.у Пашкин С.В. Тлеющий разряд повышенного давления. М. Наука. 1990. :1:1. Королев ЮД:, Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М. Наука.1991. 224 с.

7. Зарин А.С., Кузовников А.А., Шибкое В.М. Свободно локализованный СВЧ-разряд в воздухе. М. Нефть и газ: 1996. 204 с.

8. Capitelli М., Ferreira С.М., Gordiets B.F., Osipov A.I. Plasma kinetics in atmospheric gases. Springer. 2000: 297 с.

9. Becker K.H., Kogelschatz U., Schoenbach K.H:, Barker RU:Non-equilibriumair plasmas at atmospheric pressure. ЮР Publishing LTD. Bristol & Philadelphia. 2005. 682 p.

10. Fridman A. Plasma Chemistry. Cambridge University Press. 2008. 975 p.

11. Полак JJ.C., Сергеев П.А., Словецкий Д.И. Механизм ионизации азота в тлеющем разряде // ТВТ. 1977. Т.15. № 1. С.15-23.

12. Голубовский Ю.Б., Тележко В.М. Процессы ионизации в разряде в азоте при средних давлениях // ТВТ. 1984. Т. 22. № 3. С. 428-437.

13. Акишев Ю.С., Баиадзе КВ., Вецко В.М., Напартоеич А.П., Пашкин С.В., Пономаренко В.В., Старостин А.Н., Трушкин Н.И. Зарядовая кинетика и нагрев азота в квазистационарном тлеющем разряде // Физика плазмы 1985. Т. 11. №8. С. 999-1008.

14. Бердышев А.В., Кочетов И.В., Напартоеич А.П. К вопросу о механизме ионизации в квазистационарном тлеющем разряде в чистом азоте // Физика плазмы. 1988. Т. 14. № 6. С. 741-744.

15. Гуревич Д.В., Канатенко М.А., Подмошенский И.В. Развитие пробоя в несамостоятельном объемном разряде с внешней предионизацией // Физика плазмы. 1979. Т. 5. С. 1359-1364.

16. Ковалев А.С., Рахимов А.Т., Суетин Н.В., Феоктистов В.А. О возможном механизме неустойчивости тлеющего разряда, развивающейся после импульсного воздействия внешнего ионизатора // Письма в ЖТФ. 1981. Т. 7. № 15. С. 911-914.

17. Бердышев А.В., Головин А.С., Гурашвили В.А., Журавлев Б.В., Кочетов КВ., Напартоеич А.П., Паль А.Ф., Филиппов А.В. О роли объемных процессов в шнуровании несамостоятельного тлеющего разряда в азоте // Физика плазмы. 1989. Т. 15. № 2. С. 335-341.

18. ТЬ.Грицинин С.И., Коссый И.А., Силаков В.П., Тарасова Н.М., Терехин В.Е. Несамостоятельный СВЧ разряд в азоте при высоком давлении // ЖТФ. 1987. Т. 57. №4. С. 681.

19. Богатое Н.А., Голубев С.В., Разин С.В. О механизме неустойчивости несамостоятельного СВЧ разряда в азоте // ТВТ. 1992. Т. 30. № 6. С. 10411049.

20. Попов НА. Исследование неустойчивости несамостоятельного СВЧ -разряда в азотно-кислородных смесях // ТВТ. 1994. Т. 30. № 2. С. 177-182.

21. Tulip J., Seguin H.J. Long lived ionization in a nitrogen afterglow // Phys. Lett. 1976. V.58 A. № 3. P. 173-174.

22. Куркин C.M., Пашков B.M. Сверхравновесная проводимость в азоте, возбужденном в импульсном тлеющем разряде // ТВТ. 1984. Т. 22. № 5. С. 999-1001.

23. Басиев А.С., Высикаило Ф.И., Гурашвили В.А., Щекотов Е.Ю. Об образовании проводимости в потоке газа при инжекции азота из капиллярных плазмотронов // Физика плазмы 1983. Т. 9. Вып. 5. С. 1076-1081.

24. Большакова Л.Г., Голубовский Ю.Б., Тележко В.М., Стоянов Д.Г. О механизме ионизации молекул азота в самостоятельном разряде // ЖТФ. 1990. Т. 60. № 6. С. 53-58.

25. Куркин С.М., Шашков В.М. О роли ассоциативной ионизации в механизме неустойчивости тлеющего разряда в азоте // ЖТФ. 1983. Т. 53. № 5. С. 941-943.

26. Panousis E., Papageorghiou L., Spyrou N., Loiseau J-F., Held В., Clement F. Numerical modelling of an atmospheric pressure dielectric barrier discharge in nitrogen: electrical and kinetic description // J. Phys. D: Appl. 2007. V. 40. P. 4168-4180.

27. Massines F., Gherardi N., Naude N., Segur P. Recent advances in the understanding of homogeneous dielectric barrier discharges // Proc. of XI Int. Symp. on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry (Hakone XI), September 7-12, 2008, France.t

28. Blois D., Supiot P., Barj M., Chapput A., Foissac C., Dessaux O., Goudmand P. The microwave source's influence on the vibrational energy carried by N^X1!;) in a nitrogen afterglow // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998. V. 31. P. 2521-2531.

29. Sadeghi N., Foissac C., Supiot P. Kinetics ofN2(A molecules and ionization mechanisms in the afterglow of flowing N2 microwave discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V. 34. P. 1779-1788.

30. Eslami E., Foissac C., Supiot P., Sadeghi N. Determination of the absolute0 1 •density of N( P) metastable atoms and N2(a Пё) molecules in a flowing nitrogendischarge // Proc. XVII-th ESCAMPIG {Constanta, Romania). 2004. P. 197200.

31. Sa P.A., Guerra V., Loureiro J., Sadeghi N. Self-consistent kinetic model of the short-lived afterglow in flowing nitrogen // J. Phys. D: Appl. Phys. 2004. V. 37. P. 221-231.

32. Loureiro J., Sa P.A., Guerra V. On the difficulty of N(4S) atom recombination to explain the appearance of the pink afterglow in a N2 flowing discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. V. 39. P. 122-125.

33. Sa P. A., Guerra V., Loureiro J. Kinetics of metastable N(2P) atoms and N^a1^) molecules in the nitrogen afterglow // Proc. XXVII Int. Conf. on Plasma of Ionized Gases (Eindhoven, Netherlands, 18-22 July) 2005. Topic 3.

34. Guerra V., Sa P.A., Loureiro J. Nitrogen pink afterglow: the mystery continues //J. Phys. : Conference Series. 2007. V. 63. P. 012007.

35. Wright A.N., Winkler C.A. Active Nitrogen. N.Y.: Acad. Press. 1968. 480 p.

36. Janka J., Nagah M., Talsky A. Electron and ion density enhancement in short lived nitrogen afterglow // Proc. ХШ-th ICPIG {Berlin, DDR). 1977. P. 57.

37. Акншев Ю.С., Грушин M.E., Каральник В.Б., Петряков А.В., Трушкин Н.И. О вспышке розового свечения в активном азоте после окончания его возбуждения // Физика плазмы 2007. Т. 33. № 8. С. 757-773.

38. Паль А.Ф., Филиппов А.В. Исследование устойчивости горения несамостоятельного разряда при криогенных и комнатной температурах в азоте // Препринт ТРИНИТИ -0019-А. 1995. 20 с.

39. Манкелевич Ю.А., ПалъА.Ф., Попов Н.А., Рахимова Т.В., Филиппов А.В. Динамика тока и механизм развития неустойчивости несамостоятельного тлеющего разряда в азоте // Физика плазмы. 2001. Т. 27. № 11. С. 10351045.

40. Напартович А.П., Старостин А.Н. Механизмы неустойчивости тлеющего разряда повышенного давления // Химия плазмы. Вып. 6. М. Атомиздат. 1979. С. 153-208.

41. Персианцев И.Г., Рахимов А.Т., Суетин Н.В., Тимофеев М.А. Экспериментальное исследование механизма развития пробоя несамостоятельного разряда // Физика плазмы. 1983. Т. 9. № 3. С. 637-641.

42. Дерюгин А. А., Кочетов И. В., ПалъА.Ф., Родин А.В., Филиппов А.В. Послесвечение несамостоятельного разряда в азоте при комнатной и криогенной температурах // Физика плазмы. 1991. Т. 17. С. 1138-1147.зоб

43. Piper L.G. The excitation of N2(B3ng,v=l-12) in reaction between N2(A Eu) and N2(X, v > 5) // J. Chem. Phys. 1989. V. 91. P. 864 873.

44. Голубев С.В., Грицинин С. И., Зорин В.Г., Коссый И.А., Семенов В.Е. СВЧ -разряд высокого давления в пучках электромагнитных волн // В сб. «ВЧ разряд в волновых полях». Горький. 1988. С. 136-197.

45. Веденин П.В., Попов Н А: Распространение СВЧ разряда высокого давлениям допробойных полях. Формирование плазменных структур. // ЖЭТФ. 2003. Т. 123. № 1.С. 49-63.

46. Акшиев Ю.С., Захарченко А.И., Городничева И.И., Поиомаренко В.В:, Ушаков А.Н. Нагрев азота в самостоятельном тлеющем разряде // ПМТФ. 1981. №3. С. 10-13.

47. Басов Н.Г., Зворыкин ВЦ;., Ковш И.Б. Измерение эффективности колебательного возбуждения молекул в несамостоятельном разряде // Физика плазмы //ЖТФ. 1984. Т. 54. С. 1294.

48. Дерюгин А:А., Котельников Д. С., Кочетов И.В., Лобойко А.И., Паль А. Ф., Пичугин В. В: Исследование нагрева в несамостоятельном=разряде в азоте и его смесях с СО // Физика плазмы. 1986. Т. 12. № 9. С. 1081-1086.

49. Баранов В.Ю., Высикайло Ф.И., Напартович А.П., Низъев В.Г., Пигуль-ский С.В., Старостин А.Н. Контракция распадающейся плазмы разряда в азоте // Физика плазмы. 1978; Т.41№:2. С. 358-365.

50. Камардин И:Л:, Кучинский А.А., Родичкин В.А., Смирнов В.Г., Шанский В.Ф: Исследование нагрева молекулярного, азота в импульсном самостоятельном разряде методом голографической интерферометрии // ТВТ. 1985. Т. 23. №4. С. 653-657.

51. Бердышев А.В., Вихарев А.Л., Гитлин М.С., Дерюгин А.А., Иванов О.А., Кочетов И.В., Литвак А.Г., Напартович А.П., Полушкин И.Н., Степанов А.Н., Щербаков А.И. Нагрев молекулярного газа в импульсном СВЧ-разряде // ТВТ. 1988. Т. 26. № 4. С. 661-666.

52. Александров А.Ф., Кузовников А.А., Шибкое В.М. Свободно- локализованный СВЧ разряд в сфокусированном пучке // Инженерно-физический журнал. 1992. Т. 62. С. 726-732.

53. Калинин А.В., Шибкое В.М., Шибкова Л.В. Влияние кислорода на кинетику нагрева молекулярного газа в азотно-кислородной смеси // Вестн. Моск. Университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 1996. № 1. С. 38-42.

54. Безменов И.В., Русанов В.В., Силаков В.П. Динамика волнового СВЧ -разряда высокого давления в молекулярном азоте // Физика и химия газовых разрядов в пучках СВЧ волн. Труды ФИАН. 1992. Т. 47. С. 74-107.

55. Bachmann Я., LiX., Ottinger Ch., Vilesov A.F. Molecular-beam study of colli-sional coupling of N2(B3ne) with the ЩА3!^) and N2(W3AU) states // J. Chem. Phys. 1992. V. 96. P. 5151-5164.

56. Bachmann R., Li X., Ottinger Ch., Vilesov A.F., Wulfmeyer V. Vibrationalоstate-to-state collision-induced intramolecular energy transfer N2(A^,v) —> N2(B3ng,v') // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. № 11. P. 8606-8625.

57. Vidmar R.J. On the use of atmospheric pressure plasmas as electromagnetic reflectors and adsorbers // IEEE Trans. Plasma Sci. 1990. V. 18. № 4. P. 733741.

58. Kunhardt E.E. Generation of large-volume, atmospheric-pressure, nonequi-librium plasmas // IEEE Trans. Plasma Sci. 2000. V. 28. № 1. P. 189-200.

59. Yu L., Lata С. O., Packan D. M., Kruger C.H. Direct current glow discharge in atmospheric pressure air plasmas // J. Appl. Phys. 2002. V. 91. № 3. P. 2678-2686.

60. Taylor W.C., Chown J.В., Morita T. Measurement of RF ionization rates in high-temperature air // J. Appl. Phys. 1968. V. 39. № 1. P. 191-194.

61. Light G. C., Taylor E. C. Microwave breakdown in high-temperature air // J. Appl. Phys. 1968. V. 39. № 3. P. 1591-1597.

62. Mayhan J. Т., De Vore R. V. Interaction of intense RF fields with heated air // J. Appl. Phys. 1968. V. 39. № 12. P. 5746-5753.

63. Light G.C. High-temperature-air microwave breakdown // J. Appl. Phys. 1969. V. 40. № 4. P. 1715-1720.

64. Мнацаканян A.X, Найдис Г.В. Процессы образования и гибели заряженных частиц в азотно-кислородной плазме // Химия плазмы. Вып. 14. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 227-255.

65. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М. Наука. 1991. Часть 1. 600 с.

66. Benilov M.S., Naidis G. V. Simulation of low-current discharges in atmospheric-pressure air I I Proc. of the 5th Workshop on Magneto- and Plasma Aerodynamics for Aerospace Applications. Ed. V.A. Bityurin, Moscow, 1VTAN, 2003. P. 357-363.

67. Витковский B.B., Грачев Л.П., Грицов H.H. и др. Экспериментальное исследование электрических разрядов постоянного тока в сверхзвуковых и дозвуковых потоках воздуха // Труды ЦАГИ. 1991. Вып. 2505. С. 3-27.

68. Бычков В.Л., Грачев Л.П., Есаков И.И., Раваев А.А., Ходатаев КВ. Продольный электрический разряд постоянного тока в сверхзвуковом потоке воздуха//ЖТФ. 2004. Т. 74. № 7. С. 27-32.

69. Ершов А.П., Калинин А.В., Сурконт О. С., Тимофеев И.Б., Шибкое В.М., Черников В.А. Поперечные разряды в сверхзвуковых потоках воздуха.

70. Микроскопические характеристики разряда // ТВТ. 2004. Т. 42. № 6. С. 856-864.

71. Benilov M.S., Naidis G. V. Modelling of low-current discharges in atmospheric-pressure air taking account of non-equilibrium effects // J. Phys D: Appl. Phys. 2003. V. 36. P. 1834-1841.

72. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Искровой разряд. М. Изд-во МФТИ. 1997. 320 с.

73. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Физика молнии и молниезащиты. М. Физмат-лит. 2001. 320 с

74. Gallimberti I. The mechanism of long spark formation // J. de Physique. CI. 1979. V. 40. №7. P. 193-250.

75. Bondiou A., Gallimberti /. Theoretical modelling of the development of the positive spark in long gaps // J. Phys. D: Appl. Phys. 1994. V. 27. P. 1252-1266.

76. Aleksandrov N.L., Bazelyan E.M. Temperature and density effects on the properties of a long positive streamer in air // J. Phys. D: Appl. Phys. 1996. V. 29. P. 2873-2880.

77. Aleksandrov N.L., Bazelyan E.M. Ionization processes in spark discharge plasmas // Plasma Sources Sci. Technol. 1999. V. 8. P. 285-294.

78. Positive discharges in long air gaps at Les Renardieres Group // Electra. 1977. №53. P. 31.

79. Gallimberti I., Rea M. Development of spark discharges in long rod-plane gaps under positive impulse voltage // GIUGNO. 1973. V. XLII. № 6.

80. Комельков B.C. Структура и параметры лидерного разряда // Известия АН СССР. ОТН. 1947. № 8. С. 955-966.

81. Горин Б.Н., Инков А.Я. Исследования канала искры // ЖТФ. 1962. Т. 32. № 8. С. 329.

82. Domens Р, DupuyJ., GibertA., RuhlingF., Hutzler В. Characteristics of the leader channel derived from schlieren records using slit-streak technique // IEE Proc. 1986. V. 133. Pt. A, № 7. P. 457-459.

83. Ражанскгт И.М. Расчет параметров лидерной части длинной искры // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1976. № 3. С.41-46.

84. Bastien F., Mar ode Е. Breakdown simulation of electronegative gases in nonuniform field//J: Phys: D: Appl. Phys. 1985. V. 18. P. 377-393.

85. Aleksandrov N.L., Bazelyan Е.М, Kochetov I: V.', Dyatko N.A. The ionization kineticsmnd;electric; fieldsin the leader channel5 in.long.air gapsV/ J; Phys. D; Appl. Phys; 1997. V. 3 0. P: 1616-1624. ' : .

86. Базелян* ЭШ:,РажанскшЙЖ-Искровошразряд в воздухе; Наука. 1988.

87. Темников:AiF.Термогазодинамическая модель радиального расширения; стебля импульсной короны // Теория и практика электрических разрядов в энергетике /под ред. А.ФгДьякова: 1997. С. 148-170;

88. Базелян Э.М., Бурмистров М.В., Волкова. 0:В., Левитов В1Ш Электрический разряд в длинных воздушных промежутках со слабой неоднородностью электрического поля // Известия АН СССР. Энергетика и .транспорт. 1978;№ 2. С. 99-106. . ,

89. Suzuki Т., Miyake К. Experimental study of breakdown voltage-time characteristics of large; air gaps lightning impulses //IEKE Trans. Power Apparatus and Systems. 1977. V. PAS-96. P. 227-233. .

90. Андреев А.Г., Базелян Э.М., Булатов М. У., Куоюекин И.П. u dpi Экспериментальное исследование зависимости скорости положительного лидераот тока в начальной и сквозной фазах лидерного процесса // Физика плазмы. 2008. Т. 34. № 7 . С. 663-669.

91. Bazelyan Е.М., Raizer Yu.P., Aleksandrov N.L. The effect of reduced air density on streamer-to-leader transition and on properties of long positive leader // J. Phys. D: Appl. Phys. 2007. V. 40: P. 4133-4144.

92. Pasko V.P. Sprites, elves and intense lightning discharges //NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry. Heidleberg: Springer. 2006. V. 225. P. 253-293.

93. Raizer Yu.P., Milikh G.M., Shneider M:N. Leader-streamers nature of blue jets // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2007. V. 69. P. 925-938.

94. Pasko V.P. Blue jets and gigantic jets: transient luminous events between thunderstorm tops and the lower ionosphere // Plasma Phys. Control. Fusion. 2008. V. 50. P: 124050.

95. Leonov S.B., Biturin V.A., Yarantsev D:A. Plasma-induced ignition and plasma-assisted combustion in high speed flow (Issue «Non-equilubrium processes») // TORUS PRESS. 2005. V. 2. P. 104-115.

96. Starikovskii A.Yu. Plasma . supported, combustion // Proc'. Combustion Institute. 2005. V. 30. P. 2405-2417.'

97. Starikovskaia S.M. Plasma assisted ignition and combustion I I J. Phys. D: Appl. Phys. 2006. V. 39. R265-R299.

98. Попов H.A. Влияние неравновесного возбуждения на воспламенение водород-кислородных смесей // ТВТ. 2007. Т. 45. № 2. С. 296-315.

99. Takita К. Ignition and flame-holding by oxygen, nitrogen and argon plasma, torches in supersonic airflow // Combustion Flame. 2002. V. 128. P. 301-313.

100. Paricheshnyi SK, Lacoste D:A., Bourdon A., Laux CO. Ignitiomof propane-air mixture by a repetitively pulsed nanosecondidischarge // IEEE Trans. Plasma Sci. 2006. V. 34. № 6; P. 2478-2487.

101. Brown M.S., Foriines R:A:, Ganguly B.N. Dynamics of hydrocarbon-based pulsed DC discharge for ignition application // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (9-12 January, 2006, Reno). AIAA 2006-061 Г. ■/■'■'■

102. Eou G., Bao Ai, Nishihara M, Keshav S:,. Utkin Yu.G., Rich J. W., Lempert

103. W.Ri, Adamovich I. V: Ignition of premixed; hydrocarbon-air, flows by repetitively pulsedi, nanosecond:pulse duration- plasma.// Proc. Combustion Institute. 2007: V.3 LP: 3327-3334. '2l. Шибкое?ВШУ:Александров Ершов А:П., Карачев А. А., Тимофеев

104. Esakov 1.1., Grachev E.P:, Bychkov VX.,,VanWie D M. Investigations ofun-dercritical MW discharge with vohimetrically-developed streamer structure in . . propane-air supersonic stream // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and

105. Exhibition (9-12 January, 2006, Reno). AIAA 2006-0790.

106. Chintala.N., Bao>A.,Lou G., AdamovichI. Measured^of combustion^effi-ciency inmonequilibrium RE plasma-ignited'flows // Combustion and Flame. 2006. V. 144. P. 744-756.

107. Ikeda Y., NiskiyamatA., Kaneko Mi. Microwave; enhanced: ignition process for fuel mixture: at: elevated pressure of 1 MPa // 47-th. AIAA Aerospace Sci-.: Meeting and Exhibit (January, 2009; Orlando). AIAA 2009-223.

108. Герасимов Г.Я. Воспламенение во дородно-воздушной смеси под действием ионизирующего излучения //ХВЭ: 2002. Т. 36: № 6. С. 408-412.

109. Пушкарев А.И., Ремнев Г.Е. Инициирование окисления водорода импульсным электронным пучком // Физика горения и взрыва. 2005. Т. 41. № З.С. 46-51.

110. Ionin A.A., Kochetov I. V., Napartovich A.P., Yuryshev N.N. Physics and engineering of singlet delta oxygen production in low-temperature plasma // J. Phys. D: Appl. Phys. 2007. V. 40. R25-R61.

111. Семенов H.H. Цепные реакции. M. Наука. 1986.

112. Налбандян А.Б. Фотохимическое окисление водорода // ЖФХ. 1946. Т. 20. № 11. С.1259-1272.

113. LavidМ., Stevens J.G. Photochemical ignition of premixed hydrogen/oxygen mixtures with excimer lasers // Combustion Flame. 1985. V. 60. P. 195-202.

114. Lucas D., Dunn-Rankin D., Нот К., Brown N.J. Ignition by excimer laser photolysis of ozone // Combustion Flame. 1987. V. 69. P. 171-184.

115. Lavid M., Nachshon Y, Gulati S.K., Stevens J.G. Photochemical ignition of premixed hydrogen/oxygen mixtures with ArF laser // Combust. Sci. and Tech. 1994. V. 96. P. 231-245.

116. Chou M-S., Zukowski T.J. Ignition of H2/02/NH3, H2/Air/NH3 and CH4/O2/NH3 mixtures by excimer-laser photolysis of NH3 // Combustion Flame. 1991. V. 87. P. 191-202.

117. Селезнев А.А., Алейников А.Ю., Ярошенко В.В. Влияние радиолиза на смещение пределов воспламенения водород-кислородной газовой смеси // Химическая физика. 1999. Т. 18. № 5. С. 65-71.

118. Баратов А.Н., Шебеко Ю.Н., Корольченко А.Я. Влияние активных центров, созданных внешним источником, на период индукции самовоспламенения водород-кислородной смеси // Кинетика и катализ. 1986. Т. 27. № 2. С. 482-485.

119. Стариковский А.Ю. Инициирование воспламенения при воздействии на газ импульсного сильноточного разряда // Физика горения и взрыва. 2003. Т. 39. №6. С. 12-19.

120. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах. М. Мир. 1968.

121. ОкабеХ. Фотохимия малых молекул. М. Мир. 1981.

122. Baulch D.L., Cobos C.J., Сох R.A. et al Summary table of evaluated kinetic data for combustion modelling // Combust. Flame. 1994. V. 98. № 1. P. 59-79:

123. Делъкруа Ж., Ферейра K.M., Рикар А. Метастабильные атомы и молекулы в ионизованных газах // Плазма в лазерах. Под ред. Дж. Бекефи. Mi Энергоиздат. 1982. С. 176-243.

124. Басевич В.Я., Когарко С.М. Распространение пламени в условиях полуострова воспламенения водород-кислородных смесей // Кинетика и катализ. 1965. Т. 6. № 1.С. 23.

125. Басевич В.Я., Когарко С.М. О механизме влияния продуктов тлеющего разряда на скорость водородно-кислородных пламен в условиях полуострова воспламенения // Кинетика и катализ. 1966. Т. 7. № 3. С. 393-400.

126. Басевич В.Я., Беляев А.А. Расчет увеличения скорости водородно-кислородного пламени при добавках синглетного кислорода // Химическая физика. 1989. Т. 8. № 8. С. 1124-1127.

127. Баландин А.А., Клоповский КС., Лопаев Д.В., Попов Н.А., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. Исследование процессов тушения молекул (^(a'Ag) в смеси водорода и кислорода в быстропроточном реакторе // Физика плазмы. 1999. Т. 25. №11. С. 969-980.

128. Старик A.M., Титова Н.С. Инициирование горения и детонации в горючих смесях при возбуждении молекулярного кислорода в состояние 02(a1Ag) //Химическая физика. 2001. Т. 20. С. 17-25.

129. Старик A.M., Титова Н.С. О кинетических механизмах инициирования горения водород-кислородных смесей при возбуждении электронных степеней свободы молекул кислорода лазерным излучением //ЖТФ. 2003. Т. 73. № 3. С. 59-68.

130. Старик A.M., Титова Н.С. О кинетике инициирования детонации в сверхзвуковом потоке смеси Н2 + 02 (воздух) при возбуждении молекул 02 резонансным лазерным излучением // Кинетика и катализ. 2003. Т. 44. № 1. С. 35-46.

131. Cupitt L. Т., Takacs G.A., Glass G.P. Reaction of hydrogen atoms and 02(1Ag) //Intern. J. Chem. Kinet. 1982. V. 14. P. 487-497.

132. Басевич В.Я., Веденеев В.И. Константа скорости реакции Н + 02(a'Ag) = ОН + О //Химическая физика. 1985. Т. 4. С. 1102-1106.

133. Podolske J.R., Johnston H.S. Rate of the resonant energy-transfer reaction between O^Ag) and HOO // J. Phys. Chem. 1983. V. 83. P. 626-634.

134. Holstein K.J., Fink E.H., Wildt J., Winter R., Zabel F. Mechanisms ofЛ

135. H02(AzA') excitation in various chemical systems // J. Phys. Chem. 1983. V. 87. P. 3943-3948.

136. Hack W., Kurzke H. Kinetic study of the elementary chemical reaction H + O^Ag) = OH + 0(3P) in gas phase // J. Phys. Chem. 1986. V. 90. P. 1900-1906.

137. Starik A.M., Kozlov V.E., Titova N.S. On mechanisms of flame velocity increase upon activation of 02 molecules in electrical discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. P. 125206.

138. Хворостовская Л.Э., Янковский В.А. Экспериментальное исследование процессов* с участием метастабильных атомов и молекул в тлеющем разряде в кислороде // Химическая физика. 1984. Т. 3. № 11. С. 1561-1572.

139. Rakhimova T.V., Kovalev A.S., LopaevD. V., Proshina О. V., Mankelevich

140. Baulch D.L., Cox R.A., Hampson R.F., Kerr J.A. Kinetic and photochemical data for atmospheric chemistry // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1984. V. 13. № 4. P. 1259-1380.

141. Brown R.C. A theoretical study of vibrationally induced reactions in combustion processes // Combust. Flame. 1985. V. 62. № 1. P. 1-12.

142. Даутов Н.Г., Старик A.M. Исследование влияния колебательного возбуждения молекул на кинетику горения смеси Н2 02 // ТВТ. 1994. Т. 32. № 2. С. 222-229.

143. Старик A.M., Титова Н.С. О возможности уменьшения порога воспламенения горючих смесей путем селективного возбуждения молекулярных колебаний исходных реагентов // ДАН. 2000. Т. 370. № 1. С. 38-42.

144. Зацепин Д.В., Стариковская С.М., Стариковский А.Ю. Окисление водорода в стехиометрической водородовоздушной смеси в высокоскоростной волне ионизации II Химическая физика. 2001. Т. 20. № 7. С. 66-99.

145. White D.R., Millikan R.C. Oxygen vibrational relaxation in 02 H2 mixtures III. Chem. Phys. 1963. V. 39. P. 2107-2108.

146. Dougherty E.P., RabitzH. Computational kinetics and sensitivity analysis of hydrogen-oxygen combustion // J. Chem. Phys. 1980. V. 72. P. 6571-6584.

147. Glass G.P., Chaturvedi B.K. The effect of vibrational excitation of H2 and OH on the rate of the reaction H2 + OH -> H + H20 // J. Chem. Phys. 1981. V. 75. P. 2749-2752.

148. Zellner R., Steinert W. Vibrational rate enhancement in reaction OH + H2(v=l) H + H20 // Chem. Phys. Lett. 1981. V. 81. № 3. P. 568-572.

149. Light G.C. The effect of vibrational excitation on the reaction of 0(3P) with H2 and the distribution of vibrational energy in the product OH // J. Chem. Phys. 1978. V. 68. P. 2831-2843.

150. Старик A.M., Даутов Н.Г. Влияние колебательного возбуждения молекул на динамику горения смеси Н2 + воздух // Кинетика и катализ. 1996. Т. 37. №3. С. 346-365.

151. Морозов И.И., Темчин С.М. Кинетика реакций синглетного кислорода в газовой фазе // Химия плазмы. Вып. 16. М. Энергоатомиздат. 1989. С. 3967.

152. Дворянкин А.Н., Ибрагимов Л.Б., Кулагин Ю:А., Шелепин Л.А. Механизмы электронной релаксации в атомно-молекулярных системах // Химия плазмы. Вып. 14. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 102-127.

153. Константиновский Р.С., Шибкое В.М., Шибкова Л.В. Влияние газового разряда на воспламенение водородно-кислородной смеси // Кинетика и катализ. 2005. Т. 46. № 6. С. 821-834.

154. Kossyi I.A., Kostinsky A.Y., Matveev А.А., Silakov V.P. Kinetic scheme of the non-equilibrium discharge in nitrogen-oxygen mixtures // Plasma Sources Sci.Technol. 1992. V. 1. № 3. P. 207-220.

155. Matveev A.A., Silakov V.P. Non-equilibrium kinetic processes in low-temperature hydrogen plasma // Препринт ИОФ AH. 1994. № 18. 30 c.

156. Напартович А.П., Кочетов И.В., Леонов С.Б. Расчет динамики воспламенения водородно-воздушной смеси неравновесным разрядом в высокоскоростном потоке // ТВТ. 2005. Т. 43. № 5. С. 607-613.

157. Акишев Ю.С., Дерюгин А.А., Каралъник В.Б., Кочетов И.В., Напартович А.П., Трушкин Н.И. Экспериментальное исследование и численное моделирование тлеющего разряда постоянного тока атмосферного давления // Физика плазмы. 1994. Т. 20. № 6. С. 571-584.

158. Starikovskaia S.M:, Kukaev E.N., Kuksin-A-. Ym,.Nudnova- MM, Starikovskii A: Yu. Analysis of spatial uniformity of the combustion of a gaseous mixture ini. tiated by a nanosecond discharge // Combustion Flame. 2004. V. 139. P. 177187:,

159. С. 171-355. . .;."■' . ' "

160. СУо/йгел.чр.Ж';.'//■■©М^МёсЬ; ./iff/?.:;;//-'www. те. berkeley.edu/grimech.

161. Brunet H., Rocca-Serra J. Model for a glow discharge in flowing nitrogen I I J. Appl. Phys. 1985. V. 57. № 5: P: 1574-1581.185: КипкеНШВ^, Gardner AiE.Hfee electronsdmactive'nitrogen // J. Chem. Phys. 1962. V. 37. № 8. P. 1785-1790.

162. Gatz C.R., Smith F. Т., Wise H. Chemi-ionizationinthe nitrogen, afterglow // J. Chem. Phys. 1964. V. 40. № 12. P. 3743-3744.

163. Young R1 A:, John G.St: Chemionization in Nv and О mixtures // J: Chem: Phys. 1966. V. 45. № 11. P. 4156-4157. .

164. Herron J.T. Evaluated chemical kinetics data for reactions on N( D), N( P), and N2(A3E:) in the gas phase // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1999. V. 28. № 5. P. 1453-1483.

165. Gordiets B.F., Ferreira C.M. Guerra V.L., Loureiro J.M. et al. Kinetic model of a low-pressure N2 02 flowing glow discharge // IEEE Trans. Plasma Sci. 1995. V. 23. №4. P. 750-767.

166. Полак JI.C., Словецкий Д.И., Тодесайте P.Д. Коэффициенты скорости тушения метастабильных частицатомами и молекулами азота//Химия высоких энергий. 1976. Т. 10. № 1. С. 65-70.

167. Бердышев А.В., Кочетов И.В., Напартоеич А.П. Упрощенная модель кинетики колебательных процессов в рабочей среде СО лазера // Химическая физика. 1988. Т. 7. № 4. С. 470-476.

168. Полак Л. С., Словецкий Д.И., Соколов А. С. Диссоциация молекул азота из электронно-возбужденных состояний // Химия высоких энергий. 1972. Т. 6. № 5. С. 396-402.

169. Cosby Р. С. Electron-impact dissociation of nitrogen // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. № 12. P. 9544-9552.

170. Popov N. A. Associative ionization processes in nitrogen with metastable atom contribution // Proc. XX ESCAMPIG / Ed. by L. Tsendin (St. Petersburg, Russia, 1992). P. 93.

171. Oddone S., Sheldon J. W., Hardy K.A., Peterson J.R. Dissociative recombination of the А2Пи and the X2Zg states of N2+ in a glow discharge // Phys. Rev. A. 1997. V. 56. № 6. P. 4737-4741.

172. Sprengers J.P., ReinholdE., Ubachs W., Baldwin K.G.H., Lewis В R. Optical observation of the 3sagF3nu Rydberg state of N2 // J. Chem. Phys. 2005. V. 123. P. 144315(1-5).199 .Lofthus A., Krupenie P.H. The spectrum of molecular nitrogen I I J. Phys.

173. Chem. Ref. Data. 1977. V. 6. № 1. P. 113-307. 200. Голубков Г.В., Иванов Г.К Ридберговские состояния атомов и молекул иэлементарные процессы с их участием. М. Эдиториал УРСС. 2001. 304 с.

174. Piper L.G. The reaction of N(2P) with 02 and 0(3P) // J. Chem. Phys. 1993. V. 98. № 11. P. 8560-8564.

175. Young R.A., Dunn O.J. The excitation and quenching of N(2P) 11 J. Chem. Phys. 1975. V. 63. № 3. P. 1150-1153.

176. Безуглов H.H., Бородин B.M., Ключарев A.H., Скребов В.Н., Янсон M.JT. Хемоионизация и процессы переноса энергии при медленных столкновениях возбужденных атомов // В сб. Химия плазмы. М. Энергоатомиздат. 1987. С. 3-40.

177. Bezuglov N.N., Klucharev A.N., Sheverev V.A. On the possibility of extraordinary low rate constants of some collision reaction in atomic beam // J. Phys. B: Atom. Mob Phys. 1984. V. 17. P. L 449-452.

178. Moutagnani R., Ricenu P., Salvetty O. Potential energy curves of some electronic states ofNa2 and Na2+ // Chem. Phys. Lett. 1983. V. 102. P. 571-573.

179. Куркин C.M., Шашков B.M. О возможном механизме горения некоторых «несамостоятельных» разрядов // Препринт ИАЭ-3918/7. М. 1984. 13 с.

180. Spencer M.N., Dickinson J.S., Eckstrom D.J. Afterglow conductivity measurements of air and N2 following intense electron-beam excitation // J. Phys. D. Appl. Phys. 1987. V. 20. P. 923-932.

181. Cernogora G., Sadeghi N. Diffusion coefficients of N(2D) and N(2P) in N2 // Chem. Phys. Lett. 1980. V. 74. № 3. P. 417-420.

182. Cernogora G., Hochard L., Touzeau M., Ferreira C.M. Population of N2(A3E*) metastable states in a pure nitrogen glow discharge // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1981. V. 14. P. 2977-2987.

183. Rodriguez A.E., Morgan W.L., Touryan K.J., Moeny W.M. An air breakdown kinetic model // J. Appl. Phys. 1991. V. 70. P. 2015-2022.

184. Naidis G. V. Simulation of streamer-to-spark transition in short non-uniform air gaps // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. V. 32. P. 2649-2654.

185. Babaeva N.Yu., Naidis G. V. Two-dimensional modelling of positive streamer dynamics in non-uniform electric fields in air // J. Phys. D: Appl. Phys. 1996. V. 29. P. 2423-2431.

186. Pancheshnyi S., Nudnova M., Starikovskii A. Development of a cathode-directed streamer discharge in air at different pressures: experiment and comparison with direct numerical simulation // Phys. Rev. 2005. V. 71E. P. 016407.

187. EslamiE., SadeghiN. Absolute intensity calibration of emission spectra: application to the forbidden 346 nm nitrogen line for N(2P) metastable atoms density measurement in flowing afterglow // Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2008: V. 43. P. 93-102.

188. Zhaunerchyk V., Geppert W.D., Vigner E. et al. Dissociative recombination study of N3+: cross section and branching fraction measurements // J. Chem. Phys. 2007. V. 127. № 1. P. 014305.

189. Bromer H.H., Hesse J. Mass spectrometer studies of the ion composition in the pink afterglow // Z. Physik. 1969. V. 219. P. 269-279.

190. Крылов O.B., Шуб Б.Р. Неравновесные процессы в катализе. М. Химия. 1990. 288 с.

191. Коновалов В.П., Сон Э.Е. Деградационные спектры электронов в газах // Химия плазмы. Вып. 14. М. Энергоатомиздат. 1988. С. 194-227.

192. Напартоеич А.П., Старостин А.Н. Механизмы неустойчивости тлеющего разряда повышенного давления // Химия плазмы. Вып. 6. М. Атомиз-дат. 1979.

193. Персианцев И.Г., Рахимов А.Т., Суетин Н.В., Тимофеев МЛ. Экспериментальное исследование механизма развития пробоя несамостоятельного разряда// Физика плазмы. 1983. Т. 9. № 3. С. 637-641.

194. Лобанов А.Н., Менахин Я.Н., Ульянов КН. Динамика катодного слоя несамостоятельного тлеющего разряда // ЖТФ. 1982. Т. 52. № 10. С. 19591968.

195. Полак Л.С., Сергеев П.А., Словецкий Д.И. IIВ кн. Химические реакции в низкотемпературной плазме. М. Ин-т нефтехимического синтеза АН СССР. 1977. С. 122-139.

196. Ferguson Е.Е., Adams N.G., Smith D., Alge E. Rate coefficients at 300 К for the vibrational energy transfer reactions from N2(v=l) to 02+(v=0) and N0+(v=0) I I J. Chem. Phys. 1984. V. 80. P. 6095-6098.

197. Viggiano A.A., Morris R.A., Paulson J.F., Brown E.R., Sutton E.A A reexamination of the vibrational-vibrational energy transfer from N2(v) to NO+ // J. Chem. Phys. 1993. V. 99. P. 6579-6582.

198. Акишев Ю.С., Демьянов A.B., Кочетов И.В., Напартоеич А.П., Пашкин С.В., Пономаренко В.В., Певгое В.Г., Подобедов В.Б. Определение констант колебательного обмена в N2 по нагреву газа // ТВТ. 1982. Т. 20. № 5. С. 818-829.

199. Cacciatore М„ Capitelli М., Gorse С. Non-equilibrium dissociation and ionization of nitrogen in electrical discharges: the role of electronic collisions from vibrational^ excited molecules // Chem. Phys. 1982. V. 66. P. 141-151.

200. Cartwright D.C., ChutjianA., Trajmar S., Williams W. Electron impact excitation of the electronic states of N2.1. Differential cross sections at incident energies from 10 to 50 eV // Phys. Rev. A. 1977. V.16. P. 1013-1040.1 о

201. Piper L.G. The excitation ofN2(BTIg,v = 1-12) in reaction between N2(A Zu) and N2(X, v > 5) // J. Chem. Phys. 1989. V. 91. P. 864 873.

202. GeisenH., Neuschafer D., Ottinger Ch. State-specific predissociation of N2(B ng) measured by laser-induced fluorescence on a molecular beam // J. Chem. Phys. 1990. V. 92. P. 104-115.

203. Guerra V., Galiaskarov E., Loureiro J. Dissociation mechanisms in nitrogen discharges // Chem. Phys. Lett. 2003. V. 371. P. 576-581.

204. Попов H.A. Моделирование плазмохимических процессов, инициируемых мощным СВЧ- разрядом в воздухе // Физика плазмы. 1994. Т. 20. № 3. С. 335-343.

205. Акишев Ю.С., Баиадзе КВ., Вецко В.М., Напартович А.П., Пашкин С.В., Пономаренко В.В., Старостин А.Н., Трушкин Н.И. Зарядовая кинетика и нагрев азота в квазистационарном тлеющем разряде // Физика плазмы 1985. Т. 11. №8. С. 999-1008.

206. Bayle P., Bayle М., Forn G. Neutral heating in glow to spark transition in air and nitrogen // J. Phys. D: Appl. Phys. 1985. V. 18. P. 2395-2415.

207. The International Workshops on Weakly Ionized Gases / AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition // USA, Reno 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008.

208. The International Workshops on Magneto- and Plasma Aerodynamics for Aerospace Applications // High Temperature Institute of RAS, Russia, Moscow 2000, 2001, 2002, 2003, 2005, 2007.

209. Леонов С.Б. Воздействие электрических разрядов на структуру и параметры высокоскоростного воздушного потока // Диссертация на соискание ученой степени доктора физ. мат. наук. Москва. ИВТ РАН. 2006.

210. Знаменская И.А., Латфуллин Д.Ф., Луцкий А.Е., Мурсенкова И.В., Сысоев Н.Н. Развитие газодинамических возмущений из зоны наносекундного поверхностного скользящего разряда // ЖТФ. 2007. Т. 77. № 5. С. 10-18.

211. Roupassov D.V., Nikipelov А.А., Nudnova М.М., Starikovskii A.Yu. Flow separation control by plasma actuator with nanosecond pulse periodic discharge // 46-th AIAA Aerospace Sci. Meeting and Exhibit (January, 2008, Reno). AIAA 2008-1367. 44 p.

212. Баиадзе K.B., Вецко B.M., Жданок C.A. и др. Аномальный нагрев азота в разряде // Физика плазмы. 1979. Т. 5. № 4: С. 923-932:

213. Камардин<И:Л., Кучинский А.А., Родичкин В.А., Смирнов B.F., Шанский В.Ф. Исследование нагрева молекулярного азота в: импульсном самостоятельном разряде методом голографической интерферометрии // ТВТ. 1985. Т. 23. №4. С. 653-657.

214. Бердышев А.В., Вихарев А.Л., Гитлин М.С. и.др. Нагрев молекулярного газа в импульсном СВЧ-разряде // ТВТ. 1988. Т. 26. № 4. С. 661-666.

215. Александров А.Ф., Кузовников А. А., Шибкое В.М. Свободно-локализованный' СВЧ разряд в сфокусированном пучке // Инженерно-физический журнал. 1992. Т. 62. С. 726-732.

216. Попов Н.А. Исследование механизма быстрого нагрева азота и.воздуха в газовых разрядах // Физика плазмы. 2001. Т. 27. № 10. С. 940-950.

217. Peterson J.R., LePadellec A., Danared Н. et al. Dissociative recombination of N2+: cross sections and product branching ratios // J. Chem. Phys. 1998. V. 108. P. 1978-1988*.

218. ShynT.W., Sweeney C.J. Measurement of absolute differential: cross sections of molecular oxygen by electron impact: Decomposition of the Herzberg pseu-docontinuum // Phys. Rev. A. 2000. V. 62. P. 022711.

219. Golde M.F., Moyle A.M. Study of the products of the reactions of N2(A3l;): the effect.of vibrational energy in NiCA) // Ghem. Phys. Lett. 1985. V. 11.7. P. 375-380.

220. Marinelli W.J:, Green B.D., DeFaccio M.A., Blumberg ^. Vibrational relaxation and intersystem crossing in N^a'rig) // J. Phys. Chem. 1988: V. 92. P.: 3429-3437. :

221. Slanger T.G., Black G. Electronic to - vibrational energy transfer efficiency in the O^D) - N2 and OC'D) - CO systems // J. Chem. Phys. 1974. V. 60. № 2. P. 468-477.

222. Breshears W.D., Bird P.F. Effect of oxygen atoms on the vibrational relaxation of nitrogen// J. Chem. Phys. 1968. V. 48. № 10. P. 4768-4773.

223. Eckstrom D.J. Vibrational relaxation of shock-heated N2 by atomic oxygen using IR tracer method // J. Chem. Phys. 1973. V. 59. P. 2787-2795.

224. McNeal R.J., Whitson M.E., Cooke G.R. Vibrational relaxation of N2 by О // J. Geophys. Res. 1974. V. 79. P. 1527-1531.

225. Шахатов В.А., Лебедев Ю.А. Исследование кинетики возбуждения2 о

226. N2(A Zu,v), N2(C IIu,v), (В ng,v) в азотной плазме газовых разрядов методами эмиссионной спектроскопии и численного моделирования // Химия высоких энергий. 2008. Т. 42. № 3. С. 207-241.

227. Вилесов А.Ф., Правилов A.M., Смирнова Л.Г. Механизм хемилюминес-ценции при рекомбинации атомов N(4S) // Химическая физика. 1987. Т. 6. №9. С. 1183-1191.

228. Guerra К, Loureiro J. Electron and heavy particle kinetics in a low-pressure nitrogen glow discharge // Plasma Sources Sci. Technol. 1997. V. 6. P. 361-372.

229. Dreyer J. W., Perner D. Deactivation of N2(A32^, v=0-7) by ground state nitrogen, ethane and ethylene measured by kinetic absorption spectroscopy // J.

230. Chem. Phys. 1973. V. 58. P. 1195-1201.

231. СмирновБ.М. //Возбужденные атомы. M. Энергоиздат. 1982.

232. Ионих Ю.З., Пенкин Н.П., Чернышева Н.В., Ярцева О.Г. Исследование столкновительного перемешивания состояния В П и А 2 молекулы азотаметодом лазерной флуоресценции // Оптика и спектроскопия. 1988. Т. 65. № 1.С. 43-48.

233. Гордиец Б., Жданок С. Аналитическое описание колебательной кинетики ангармонических осцилляторов // В сб. Неравновесная колебательная кинетика. Под ред. М. Капителли. М. Мир. 1989. С. 61-103.

234. Thomas J.M., Kaufman F., Golde M.F. Rate constants for electronic quenching of N2(A3Z;, v=0-6) by 02, NO, CO, N20.and C2H4 // J. Chem. Phys. 1987. V. 86. P. 6885-6892.

235. Ershov A.P., Kalinin A. V., Lodinev V. V., Shibkov V.M. Kinetics of gas heating in pulse discharge in air // Proc. XX ICPIG. Italy. Pisa. 1991. V. 2. P. 379380.

236. Калинин A.B., Шибкое B.M., Шибкоеа JT.B. Влияние кислорода на кинетику нагрева молекулярного газа в азотно-кислородной смеси // Вестн. Моск. Университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 1996. № 1. С. 38-42.

237. Очкин В.Н., Савинов С.Ю., Соболев Н.Н. Механизмы формирования распределений электронно-возбужденных молекул по колебательно- вращательным уровням в газовом разряде // Труды ФИАН СССР. 1985. Т. 157. С. 6-85.

238. Физические величины: справочник. М. Энергоатомиздат. 1991.

239. Зарин А. С., Куликов В.Н., Мицук В.Е. Определение концентрации атомов кислорода в импульсном СВЧ разряде в воздухе по отношению интенсивности линии О(Зр3Р -> 3s3S) и полосы N2(CJ#„ B3IJg) I/ Письма в ЖТФ. 1986. Т.12. № 19. С. 1186-1190.

240. Рыбкин В.В., Титов В:А., Кувсигдина Е.В., Смирнов С.А: Концентрация атомарного кислорода в положительном столбе тлеющего разряда в воздухе//ТВТ. 1997. Т. 31. №2. С. 149-152.

241. Очкин, B.H. Спектроскопия: низкотемпературной плазмы. M: Наука.2006. . ' : •

242. Williams onJ.M, Bletzinger P., Ganguly B.N. Gas temperature determination . in a N2 / Ar dielectric barrier discharge by diode-laser absorption spectroscopy andsresolved\plasma emission II J: Phys.D: Appl: Phys. 2004: V.37. P. 16581663. " ' ' ' ■'

243. Mi L, Xu P.,. Wang P. Temperature determination of N2 discharge plasma by. computational simulation of its emission spectra // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38. P. 3885-3888.

244. Mar ode E., Samson S., Djermoune D., DeschampsN., Touzeau M., De Souza R. Time resolved temperature measurements and computation of streamer air discharge and;diffiisioncontrolled chemistry // J. Adv; Oxid. Technol.1999. V. 4. № 3. P. 001-007.

245. Lata:C.O., Spence T.G., Kruger C.H., Zare R.N'. Optical diagnostics.of atmospheric pressure air plasmas // Plasma Sources Sci. Technol. 2003. V. 12. P.125.138.

246. Lou G., Bao A., Nishihara M., Keshav S., Utkin Yu.G., Rich J.W., Lempert W.R., Adamovich'I.V. Ignition of premixed hydrocarbon-air flows by repetitively pulsed, nanosecond pulse duration plasma // Proc. Combustion Institute. 2007. V. 31. P. 3327-3334.

247. Mitchell K.B. Fluorescence efficiencies and collision deactivation rates for N2 and N2+ bands excited by soft X Rays // J. Chem. Phys. 1970. V. 53. № 5. P. 1795-1802.

248. Pancheshnyi S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Collisional deactivation of N2(C3IIU, v=0-3) states by N2, 02з H2, H20 molecules // Chem. Phys. 2000: V. 262. P. 349-357.о

249. Piper L.G. State-to-state N2(A Z+ ,v) energy pooling reactions. I. The formation of N2(C3I1U) and Herman infrared system // J. Chem. Phys. 1988. V. 88. P. 231-239.

250. Богатое H.A., Гитлин M.C., Голубее С.В., Разин С.В. Исследование ре3 "f*лаксации метастабильных молекул N2(A Zu ) после импульсного разряда в азоте методом внутрирезонаторной лазерной спектроскопии // Препринт ИПФ АН СССР. 1987. 37 с.

251. Аполлонов В.В., Байцур Г.Г., Ермаченко А.В. и др. Влияние ступенчатой ионизации* азота на устойчивость объемного самостоятельного разряда в рабочих смесях С02 лазера // Препринт ИОФ АН СССР. № 108. 1988. 33 с.

252. Попов Н.А. Формирование и развитие лидерного канала в воздухе // Физика плазмы. 2003. Т.29. № 8. С. 754-767.

253. Грицинин С. К, Дорофеюк А.А., Коссый И. А., Магунов А.Н. Контраги-рованный СВЧ разряд и параметры плазмы в области контракции // ТВТ. 1987. Т. 25. №. 6. С. 1068-1072.

254. Вихарев А.Л., Горбачев A.M., Иванов О.А., Колыско А.Л. Параметры плазмы и динамика формирования нитевидных образований в СВЧ-разряде высокого давления // ЖЭТФ. 1994. Т. 106. № 1. С. 172-185.

255. Kolesnichenko Yu., Brovkin V., Khmara D., Lashkov V., Mashek I:, Ryvkin M. Fine structure of micro wave, discharge: evolution scenario // 41st AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, NV. 2003. AIAA 2003-0362:

256. Benilov M.S., Naidis G.V. Simulation of discharges in atmospheric-pressure*air sustained by travelling electromagnetic waves // IEEE Trans, on Plasma Sci. 2003. V. 31. № 4. P. 488-494.

257. Кривоносова О.Э, Лосев С.А.,.Наливайко В.П., Мукосеев Ю.К., Шаталов О.П. Рекомендуемые данные о константах скорости химических реакций1 между молекулами, состоящими из атомов N и О // Химия плазмы. Вып. 14. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 3-31.

258. Park С. Review of chemical-kinetic problems of future NASA missions.// J. Thermophys. Heat Transfer. 1993. V. 7. № 3. P. 385-398.

259. Предводителев А. С., Ступоченко E.B., Плешанов A.C. и др. Таблицы, « термодинамических функций воздуха: М.: ВЦ АН GGCP: 1962: ;

260. Физика и техника низкотемпературной плазмы / Под ред. С.В. Дресви-на. М: Атомиздат.1972.

261. Андерсон Д., Тоннех1шл Дэ1С., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен М. Мир. 1990.

262. Годунов С. К, Забродин А. В., Иванов М.Я. и др. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М. Наука. 1976. 400 с.

263. Boris J.P., BookD.L. Flux-corrected transport. A fluid transport algorithm that works // J. Comput. Phys. 1973. V. 11. P; 38-69.

264. Sod G.A: A survey of several finite difference methods for systems of nonlinear hyperbolic conservation laws // J. Comput. Phys. 1978. V. 27. P: 1-31.

265. Грицинин С. VL., Князев В. Ю., Коссый И. А., Малых Н. И., Мисакян М. А. Импульсно-периодический факел в коаксиальном:волноводе. Динамика формирования и пространственная структура. // Физика плазмы. 2004. Т. 30: №. 3. С. 283-291.

266. Moisan М., Sauve G., Zakrzewski Z, Hubert J. An atmospheric pressure waveguide-fed microwave plasma torch: the TIA design // Plasma Sources Sci. Technol. 1994. V. 3. P. 584-592.

267. Jonkers J., Hartgers A., Selen L.J.M., van der Mullen J.A.M, Shram D. C. The influence of nitrogen entrainment on argon plasmas created by the TIA //• Plasma Sources Sci. Technol. 1999. V. 8. P. 49-57.

268. Грицинин С.И., Князев В.Ю., Коссый И.А., Попов Н.А. Микроволновой факел как плазмохимический генератор окислов азота // Физика плазмы. 2006. Т. 32. № 5. С. 565-570.

269. Rousseau A., Dantier A., Gatilova L., Ionikh Y. et al On NOx production and volatile organic compound removal in a pulsed microwave discharge in air // Plasma Sources Sci. Technol. 2005. V. 14. P. 70-75.

270. Stark M.S., Harrison J. Т., Anastasi C. Formation of nitrogen oxides by electrical discharges and implication for atmospheric lightning // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. № D3. P. 6963-6969.

271. Tan Y., Fotache C.G., Law C.K. Effect of NO on the ignition of hydrogen and hydrocarbons by heated counterflowing air // Combustion Flame. 1999. V. 119. P. 346-355.

272. Bityurin V., Bocharov A., Filimonova E. Effect of nitrogen oxide on ignition of non-premixed system // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (9-12 January, 2006, Reno). AIAA 2006-1218.

273. Takita K., Abe N., Masuya G., Ju Y. Ignition enhancement by addition of NOand NO2 from N2/O2 plasma torch in a supersonic flow // Proc. Combustion Institute. 2007. V. 31. P. 2489-2496.

274. Ombrello Т., Ju Y., GangoliS., Gutsol A., Fridman A. Ignition enhancementthusing magnetic gliding arc // 45 AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, NV. 2007. AIAA 2007-1027.

275. Davydov A.M., Gritsinin S.I., Kossyi I.A., Shikhman Y.M., Vinogradov V.A. Application of MW plasma generator for ignition of kerosene/air mixture // IEEE Trans. Plasma Sci. 2008. V. 36. № 6. P. 2909-2917.

276. Laux С. O., Spence T. G., Kruger C.H., Zare R.N. Optical diagnostics of atmospheric pressure air plasmas // Plasma Sources Sci. Technol. 2003. V. 12. P. 125-138.1

277. StarkR.H., Schoenbach K.H. Direct current high-pressure glow discharges //J. Appl. Phys. 1999. V. 85. P. 2075-2080.

278. StarkR.H., Schoenbach K.H. Direct current glow discharges in atmospheric air// Appl. Phys. Lett. 1999. V. 74. P. 3770-3772.

279. George C., Candler G., Laux C.O., Kruger C.H. Computational analysis of diffuse discharges in atmospheric pressure air //33rd AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference. (Hawaii, 2002). AIAA 2002-2223.

280. Велихов Е.П., Голубев B.C., Пашкин С.В. Тлеющий разряд в потоке газа //УФН. 1982. Т. 137. № 1.С. 117-146.

281. Machala Z., Marode Е., Laux С.О., Kruger C.H. DC discharges in atmospheric pressure air in-the glow and glow-to-arc transition regimes // XV Int. Conf. on Gas Discharges and their Applications. Toulouse, France. 2004. P. 1089.

282. Machala>Z., Laux C.O., Kruger C.H. Atmospheric air and nitrogen DC glowidischarges with thermionic cathodes and swirl flow // 42 AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, NV. 2004. AIAA-2004-355.

283. StaakD., FaroukB., Gutsol A., Fridman A. Characterization of a DC atmospheric pressure normal glow discharge // Plasma Sources Sci. Theshnol. 2005. V. 14. P. 700-711.

284. Naidis G. V. Simulation of convection-stabilized low-current glow and arc discharges in atmospheric-pressure air//Plasma Sources Sci. Theshnol. 2007. V. 16. P. 297-303.

285. Resacher A., Larigaldie S., Bobillot G., Marcellin J-P., PicardL. Active stabilization of low-current arc discharges in atmospheric pressure air // Plasma Sources Sci.Technol. 2007. V. 16. P. 200-209.

286. Machala Z., Janda M., Hensel K. et al. Emission spectroscopy of atmospheric pressure plasmas for bio-medical and environmental applications // J. Molecular Spectroscopy. 2007. V. 243. P. 194-201.

287. Vitello P. A., Penetrante B.M., Bardsley J.N. Simulation of negative-streamer dynamics in nitrogen // Phys. Rev. E. 1994. V. 49. P. 5574-5598.

288. RuhlingF. On the leader diameter derived from density profiles of static pictures // IEE Proc. 1986. V. 133. Pt. A. № 7. P. 455-457.

289. Попов H.А. Исследование образования лидерного канала и скорости его распространения в воздухе // Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 8.

290. Larsson A. The effect of a large series resistance on the streamer-to-spark transition in dry air // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998. V. 31. P. 1100-1109.

291. Naidis G. V. Simulation of streamer-to-spark transition in short non-uniform air gaps // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. V. 32. P. 2649-2654.

292. Ullrich L., Gallimberti I. A numerical leader inception model in air: experimental results and model predictions // IX Int. Conf. on Gas Discharges and their Applications. (Venetia. 19-23 September 1989). P. 419-422.

293. Александров H.JI., Базелян Э.М. Моделирование длинного стримера в воздухе с учетом ионизационного расширения канала // Физика плазмы. 1996. Т. 22. №5.С.458-469.

294. Браго Е.Н., Стеколъников И.С. Исследование природы длинной искры. VI. Долидерные явления импульсного разряда // Изв. АН СССР. ОТН. 1958. №11. С. 50-58.

295. Базелян Э.М. Формирование тока положительного лидера в воздухе // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1982. № 3. С. 82-89.

296. Domens P., GibertA., DupuyJ., Hutzler В. Propagation of the positive streamer-leader system in a 16.7 m rod-plane gap // J. Phys. D: Appl. Phys. 1991. V. 24. P. 1747-1757.

297. Hutzler В., Riquel G., Riu J.P., Domens P., GibertA. II Proc. 8-th Int. Conf. Gas Discharges (Oxford, 1985). 1985. P. 348-351.

298. KekezM., Savic P. Correlation of leader velocity for currents varying from 90 mA to 2 kA // IV Int. Symp. on High Voltage Engin. (Greece. 5-9 September 1983). Rep. №45.04.

299. Попов H.A. Моделирование лидерного процесса в воздухе атмосферного давления // Труды VII Международного симпозиума по радиационной плазмодинамике. (Звенигород. 30 октября 3 ноября. 2006). С. 126-127.

300. Naidis G. V. Dynamics of streamer breakdown of short non-uniform air gaps //J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38. P. 3889-3893.

301. Domens P, Dupuy J., GibertA. et al. Large air-gap discharge and Schlieren techniques // J. Phys. D: Appl. Phys. 1988. V. 21. P. 1613-1623.

302. Базелян Э.М., Понизовский А.З. Напряженность электрического поля в канале лидера длинной положительной искры в воздухе // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1980. № 6. С. 109-113.

303. Research on long air gap discharges in at Les Renardieres // Electra. 1972. № 23. P. 53.

304. Бойков А.П., Богданов O.B., Гайворонский A.C. и др. Развитие лидера в воздушных промежутках большой длины // Электричество. 1988. № 9. С. 60-63.

305. Химия горения / Под ред. У. Гардинера мл. М. Мир. 1988.

306. Smith G.P., Golden D.M., Frenklach M. et al. 11 GRI-Mech, http: 11 www. me. berkeley. edu/grimech.

307. Tsang W., Herron J. Chemical kinetic data for combustion chemistry // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1991. V. 20. № 4. P. 609-663.

308. Даутов Н.Г., Старик A.M. К вопросу о выборе кинетической схемы при описании детонации в смеси Н2 + воздух за ударными волнами // ТВТ. 1993. Т. 31. №2. С. 292-301.

309. NIST Chemical Kinetics Database, http: II kinetics.nist.gov

310. Konnov A.A. // Combustion and Atmospheric Pollution / Ed. by G.D. Roy, S.M. Frolov, A.M. Starik. Moscow: TORUS PRESS. 2003. P. 35-40.

311. Балахнин В.П., Гершензон Ю.М., Кондратьев В.И., Налбандян А.Б. Количественное изучение механизма горения водорода вблизи нижнего предела воспламенения // ДАН СССР. 1966. Т. 170. № 5. С. 1117-1120.

312. Ripley D.L., Gardiner W.C. Jr. Shock-tube study of the hydrogen-oxygen reaction. II Role of exchange initiation 11 J. Chem. Phys. 1966. V. 44. P. 22852296.

313. Азатян В.В., Александров Е.Н., Трошин А.Ф.' О скорости зарождения цепей в реакциях водорода и дейтерия с кислородом // Кинетика и катализ. 1975. Т. 16. №2. С. 306.

314. Jachimowski C.J., Houghton W.M. Shock-tube study of the initiation process in the hydrogen-oxygen reaction // Combust. Flame. 1971. V. 17. P. 25-30.

315. Snyder A.D., Robertson J., Zanders D.L., Skinner G.B. Shock tube studies of fuel-air ignition characteristics I I Tech. Report AFAPL-TR-65-93. 1965. (цитируется по данным работы 358.).

316. Mueller M.A., Kim T.J., Yetter R.A., Dryer F.L. Flow reactor studies and kinetic modeling of the Н2Ю2 reaction // Int. J. Chem. Kinet. 1999. V. 31. P. 113125.

317. Skinner G.B., Ringrose G.H. Ignition delays of a hydrogen-oxygen-argon mixture at relatively low temperatures // J. Chem. Phys. 1965. V. 42. № 6. P. 2190-2192.

318. Ryu S.O., Hwang S.M., Rabinowitz M.J. Shock tube and modeling study of the H + O2 = OH + О reaction over a wide range of composition, pressure and temperature // J. Phys. Chem. 1995. V. 99. P. 13984-13991.

319. Schott G.L., Kinsey J.L. Kinetic studies of hydroxyl radicals in shock waves. II. Induction times in the hydrogen-oxygen reaction // J. Chem. Phys. 1958. V. 29. P. 1177-1182.

320. Li J., Zhao Z., Kazakov A., Dryer F.L. An updated comprehensive kinetic model of hydrogen combustion // Int. J. Chem. Kinet. 2004. V. 36. P. 566-575.

321. Физическая химия быстрых реакций // под ред. И.С. Заслонко. М. Мир. 1976. С. 170.

322. Dong Y., Holley А.Т., Andac M.G. et al. Extinction of premixed H2/air flames: chemical kinetics and molecular diffusion effects // Combustion Flame. 2005. V. 142. P. 374-387.

323. Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ. М. Физматлит. 2003.

324. Кустарев В.Г. Рекомендуемые данные по константам дезактивации сиг-летного кислорода ОгС^) в газовой фазе // Итоги науки и техники. Кинетика и катализ. М. 1991. Т. 24. С. 71-81.

325. Borrell P., Richards D.S. Quenching of singlet molecular oxygen 02(a1Ag) by H2, D2, HC1, and HBr // J. Chem. Soc. Faraday Trans. II. 1989. V 85. P. 14011411.

326. Hack W., Kurzke H. Kinetic study of the elementary chemical reaction H + 02('Ag) = OH + 0(3P) in gas phase // J. Phys. Chem. 1986. V. 90. P. 1900-1906.

327. Hack W., Kurzke H. The production of H atoms in the energy-transfer reaction of OzC'Ag) with H02 (X2A') // Chem. Phys. Lett. 1984. V. 104. P. 93-96.

328. Sridharau U.C., Qiu L.X., Kaufman F. Kinetics and product channels of the reaction of H02 with О and H atoms at 296 К // J. Phys. Chem. 1982. V. 86. P. 4569.

329. Borrell P., Borrell P.M., Pedley M.D., Grant K.R. High temperature studies of singlet excited oxygen 02(%+) and 02('Ag), with a combined discharge flow/shock tube method // Proc. R. Soc. Lond. 1979. V. A 367. P. 395-410.

330. Правилов A.M. Фотопроцессы в молекулярных газах. М. Энергоатомиз-дат. 1992. 352 с.

331. Gordiets В., Ferreira С.М., Pinheiro M.J., Ricard A. Self-consistent kinetic model of low-pressure N2 H2 flowing discharges: II. Surface processes and densities of N, H, NH3 species // Plasma Sources Sci. Technol. 1998. V. 7. P. 379-388.

332. Becker K.H., FinkE.H., Langen P., Schurath U. Near infrared emission bands of the H02 radical // J. Chem. Phys. 1974. V. 60. No 11. P. 4623-4625.

333. Braginsky О. V., Vasilieva A.N., Klopovskiy K.S., Kovalev A.S., Lopaev D. V., Proshina О. V., Rakhimova Т. V., Rakhimov A. T. Singlet oxygen generation in 02 flow excited by RF discharge. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38. P. 3609-3625.

334. Асиновский Э.И., Василяк JI.M., Марковец В.В. Волновой пробой газовых промежутков // ТВТ. 1983. Т. 21. № 2. С. 371.

335. Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Филюгин И.В. Высокоскоростные волны ионизации при электрическом пробое // УФН. 1994. Т. 164. № 3. С. 264-285.

336. Starikovskaia S.M., Kukaev E.N., Kuksin A.Yu., Nudnova M.M., Starikovskii A. Yu. Analysis of spatial uniformity of the combustion of a gaseous mixture initiated by a nanosecond discharge // Combustion Flame. 2004. V. 139. P. 177187.

337. Tatarova E., Dias F.M., Gordiets В., Ferreira C.M. Molecular dissociation in N2 H2 microwave discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 2005. V. 14. P. 19-31.

338. Вирин Л.И., Джагацпанян P.В., Карачевцев Г.В., Потапов В.К, Талърозе В.Л. Ионно-молекулярные реакции в газах. М. Наука. 1979. 548 с.

339. Fehsenfeld F.C., Lindinger W., Albritton D.L. A study of the isoenergetic reaction H3+ + 02 = H02+ + H2 // J. Chem. Phys. 1975. V. 63. № 1. P. 443-445.

340. Смирнов Б.М. Комплексные ионы. M. Наука. 1983.

341. Александров Н.Л., Дятко H.A., Кочетов KB. Скорость неупругих электронных процессов в слабоионизованной плазме в нестационарном электрическом поле // Физика плазмы. 1995. Т. 21. № 9. С. 806-811.

342. Bao A., Utkin Yu.G., Keshav S., Lou G., Adamovich I. V. Ignition of ethylene-air and methane-air flows* by low-temperature repetitively pulsed nanosecond discharge plasma //IEEE Trans. Plasma Sci. 2007. V. 35. P. 1628-1638.

343. Itikawa Y., Mason N. Cross sections for electron collisions with water molecules // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2005. V. 34. № 1. P. 1-22.

344. Adamovich I. V., Lempert W.R. 11 40th AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference. (22-25 June 2009. San Antonio, USA). AIAA 2009. (в печати).

345. Физико-химические процессы в газовой динамике. Справочник. Том 2: Физико-химическая кинетика и термодинамика. // Под ред. Г. Г. Черного и С.А. Лосева. М. 2002.

346. Список работ по теме диссертации

347. А1. Грудницкий В.Г., Попов Н.А., Сопин П.И. Численное моделирование течения газа в рабочей среде плазмохимического реактора под действием ко-роткоимпульсных сильноточных электронных пучков // ТВТ. 1987. Т. 25. Вып. 2. С. 376-382.

348. А2. Грудницкий В.Г., Попов Н.А., Сопин ИИ. Динамика образования ударных волн при инжекции РЭП в газовую среду // В сборнике: «Физические принципы устройств плазмохимических реакторов с использованием электронных пучков». М. МРИ АН СССР. 1989. С. 61-74.

349. A3. Грудницкий В.Г., Попов Н.А., Сопин П.И. Численное моделирование течения газа при инжекции РЭП в рабочую среду плазмохимического реактора // Математическое моделирование. Физико-химические свойства вещества. М. Наука. 1989. С. 269-282.

350. А5. Попов Н.А. Возбуждение метастабильных состояний кислорода в азотно-кислородной плазме // Физика низкотемпературной плазмы. Материалы VIII Всесоюзной конференции (Минск, сентябрь 1991). АНК "ИТМО" АН БССР. 1991.С. 49-50.

351. A7. Popov N.A. Associative ionization processes in nitrogen with metastable atom contribution // Proc. XX ESCAMPIG / Ed.by L.Tsendin (St.Petersburg, Russia, 1992). P. 93-94.

352. А8. Popov N.A. Ozone vibrational influence on nitrogen-oxygen mixtures dynamics // Proc. XX ESCAMPIG / Ed.by L.Tsendin (St.Petersburg, Russia, 1992). P. 231-232.

353. A9. Грудницкий В.Г., Попов H.A. Выделение одиночных и взаимодействующих разрывов в расчетах нестационарных течений газа // Математическое моделирование. 1992. Т. 4. № 12. С. 72-73.

354. А12. Попов Н.А. Исследование распада плазмы импульсного СВЧ разряда в воздухе //Письма в ЖТФ. 1993. Т. 19. Вып. 7. С. 89-93.

355. А14. Попов Н.А. Исследование неустойчивости несамостоятельного СВЧ -разряда в азотно-кислородных смесях // ТВТ. 1994. Т. 30. № 2. С. 177-182.I

356. А15. Попов Н.А. Влияние колебательного возбуждения молекул озона на динамику состава азотно-кислородных смесей*// В сб. Физика и химия газовых разрядов в пучках СВЧ волн. М. Наука. 1994. Труды ИОФ РАН. Т. 47. С. 132-140.

357. А16. Попов Н.А. Моделирование плазмохимических процессов, инициируемых мощным СВЧ разрядом в воздухе // Физика плазмы. 1994. Т. 20. № 3. С. 335-343.

358. All. Веденин П.В., Попов Н.А. Исследование динамики и кинетики СВЧ -стримера в азоте и воздухе // Письма в ЖТФ. 1994. Т. 20. №. 13. С. 85-90.

359. А18. Грудницкий В.Г., Корнилов В.Б., Попов Н.А., Рыгалин В.Н. Исследование газодинамических процессов; инициируемых дискретной лазерной искрой в воздухе // ТВТ. 1994. Т. 30. № 4. С. 521-529.

360. А19. Klopovsky K.S., Mukhovatova A.V., Popov A.M., Popov N.A., Popovicheva O.B) Rakhimova Т. V. II Kinetics of metastable states in high-pressure nitrogen plasma pumped by high-current electron beam 11 J. Phys. D.: Appl. Phys. 1994. V. 27. P. 1399-1405.

361. A21 .Попов Н.А. О механизме неустойчивости несамостоятельных СВЧ- разрядов в азоте // Тезисы VII конференции по физике газового разряда (21 -24 июня, Самара). 1994. С. 102-103.

362. А22. Веденин П.В., Попов Н.Ак Исследование динамики и кинетики СВЧ -стримера в воздухе // Тезисы VII конференции по физике газового разряда (21-24 июня, Самара). 1994. С. 76-78.

363. А23. Клоповский КС., Ковалев А.С., Лопаев Д.В., Попов Н.А., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. Новый механизм образования синглетного кислорода в процессах с участием колебательно-возбужденных молекул озона // ЖЭТФ. 1995: Т. 106. Вып. 4. С. 1080-1099.

364. А24. Веденин П.В., Грачев Л.П., Есаков И.И., Попов Н.А. Исследование плазмохимических процессов, инициируемых мощным СВЧ разрядом в воздухе // Труды II Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии (Иваново, 1995). С. 152-154.

365. А26. Веденин П.В., Попов Н.А. Исследование параметров плазменного канала I и динамики СВЧ стримера в азоте и воздухе // ЖЭТФ 1995. Т.108. Вып.2(8). С. 531-537.

366. ЮЛ. Клоповский КС., Попов Н.А., Прошина О.В., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. О влиянии колебательного возбуждения озона на коэффициент прилипания электронов к молекуле 03 // Физика плазмы. 1997. Т. 23. № 2. С. 183-189.

367. А28. Власов М.Н., Клоповский КС., Лопаев Д.В., Попов Н.А., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. Механизм образования синглетного кислорода в верхней атмосфере //Космические исследования. 1997. Т. 35. № 3. С. 219-225.

368. А29. Lopaev D.V., Klopovsky K.S., Popov N.A., Proshina O.V., Rakhimov A.T.,i

369. Rakhimova Т. V. The influence of the low energy vibrationally excitation on the electron dissociative attachment coefficient in pure ozone // XXIII 1С PIG (Toulouse, France) 1997. V.l. P. 88-89.

370. A30. Попов Н.А. Об особенностях распада фотоплазмы, созданной излучением кольцевого скользящего разряда // ЖТФ. 1998. Т. 68. № 7. С. 51-56.

371. A32. Иванов В.В., Клоповский КС., Попов Н.А., Прошина О.В., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В., Рулев Г.Б., Саенко В.Б. Теоретическое исследование генерации озона при УФ фотолизе кислорода // Доклады конференции ФНТП-98. Петрозаводск. 1998. С. 639-643.1./

372. АЗЗ. Klopovskiy K.S., Lopaev D. V., Popov N.A., Rakhimov А. Т., Rakhimova Т. V. II Heterogeneous quenching of 02(!Ag) in H2:02 mixture // XXIVICPIG (Warsaw, Poland) 11-16 July. 1999. V.l.P. 9-10.

373. A34. Klopovsky K.S., Lopaev D. V., Popov N.A., Rakhimov A.T., Rakhimova Т. V. II Heterogeneous quenching of 02(!Ag) molecules in H2 : 02 mixtures // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. V. 32. P. 3003-3012.

374. A35. Баландин A.A., Клоповский КС., Jlonaee Д.В., Попов Н.А., Рахимов А.Т., Рахимова Т.В. Исследование процессов тушения молекул 02('А8) в смеси водорода и кислорода в быстропроточном реакторе // Физика плазмы. 1999. Т. 25. № 11. С. 969-980.

375. A3e.Bityurin V., Klimov A., Leonov S., Brovkin V., Kolesnichenko Y., Popov N, Van Wie D.M. Shock waves structure and velocity at propagation through non-homogeneous plasma // AIAA 2000-2571, 2000. 11 p.

376. A37. Иванов B.B., Попов H.A., Прошина O.B., Рахимова• Т.В., Рулев Г.Б., Са-енко В.Б. Исследование процессов образования и гибели озона при фотолизе кислорода в камере ВУФ озонатора // Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. Вып.1. С. 65-71.

377. A3 9. Попов H.A. Исследование механизма быстрого нагрева азота и воздуха в газовых разрядах // Физика плазмы. 2001. Т. 27. № 10. С. 940-950.

378. А40. Манкелевич Ю.А., Паль А.Ф., Попов Н.А., Рахимова Т.В., Филиппов А.В. Динамика тока и.механизмы развития неустойчивости несамостоятельного тлеющего разряда в азоте // Физика плазмы. 2001. Т. 27. С. 1035-1045.

379. А41. Попов Н.А. Исследование пространственной структуры ветвящихся стримерных каналов коронного разряда // Физика плазмы. 2002. Т. 28. № 7. С. 664-672.1.1

380. А42'.Манкелевич Ю:А., Паль А. Ф., Попов Н.А., Рахимова ТВ., Филиппов А.В. Влияние малых добавок, кислорода на динамику тока несамостоятельного разряда в азоте. // Тезисы, докладов XI Конференции по физике газового разряда.Рязань. 2002. Т. 2. С. 22-24.

381. А43. Попов Н.А.О механизме быстрого нагрева воздуха в газовых разрядах // Тезисы докладов. XI Конференция' по физике газового- разряда., Рязань. 2002. Т. 2. G. 96-98

382. А45: PopovМ Ж Investigatiomofthe Mechanism for Fast Air Heating in Gas Discharges // Proc. IV WorkshoponMagneto-PlasmaAerodynamics in Aerospace Applications. Ed: V.A; Bityurin, Moscow, IVTAN, April. 2002. P: 254-260.

383. A46. Веденин II. В:, Попов I Г. А. Распространение. OBlF разряда высокого'давления- в допробойных полях; Формирование плазменных структур. // ЖЭТФ« 2003: Т. 1231Вып: 1. G:.49t63; '

384. А47. Попов Н.А. Формирование и развитие лидерного канала в воздухе // Фи. зикашлазмы; 20031Т. 29l№ 8i G.-754L767:

385. А50. Попов Н.А. Формирование № развитие лидерного канала в воздухе // Тезисы докладов XXXI Звенигородской конференции по физике плазмы и

386. УТС. (Звенигород, 16-20 февраля 2004). С. 234.

387. А59. Грицинин С.И:, Князев В.Ю., Коссый Н.А:, Попов Н.А. Микроволновой факел как плазмохимический реактор»// IV Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии (13-18 мая, Иваново, 2005). Т. 1. С. 492-496.

388. А75. Bityurin V.A'., Bocharov A.N, Popov N.A'. Direct current discharge in superthsonic flow // 46 AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibition (7-10

389. January, 2008, Reno). AIAA 2008-1385.

390. А76. Попов Н.А. Колебательная кинетика электронно-возбужденных состоя3 Ч*ний N2(A Ец ,v) в газоразрядной плазме // V Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии (3-8 сентября, г. Иваново, 2008). Т. 1.С. 125-129.

391. А77. Битюрин В.А., Бочаров А.Н., Попов Н.А. Численное моделирование электрического разряда в сверхзвуковом потоке // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2008. № 4. С. 160-171.

392. А78. Попов Н.А. Реакции с участием синглетного кислорода 02(a,Ag) и их влияние на воспламенение Н2 : 02 смесей // V Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии (3-8 сентября, г. Иваново, 2008). Т. 1.С. 266-269. ,

393. А79. Попов Н.А. Воспламенение водородо-воздушных смесей импульсно-периодическим наносекундным разрядом // Тезисы докладов XXXVI Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС. (Звенигород, 9-13 февраля 2009). С. 263.

394. А80. Попов Н.А. Реакции ассоциативной ионизации в азоте с участием возбужденных атомов // Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 5. С. 482-496.

395. А81. Bityurin> V.A., Bocharov A.N., Popov N.A. Non-equilibrium effects.in hypersonic MHD flow // Proc. of VIIT International Workshop on Magneto-Plasma Aerodynamics Ed. V.A. Bityurin, Moscow, JIHT, (31 March-02 April 2009). P.123-124.

396. А83. Попов Н.А. Исследование образования лидерного канала и скорости его распространения в воздухе // Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 9. С. 855-863'.