Vibrational and chemical kinetics in air flows in nozzles

Abstract

Папина Ксения Васильевна

Колебательная и химическая кинетика в потоках воздуха в соплах

Научный руководитель: профессор кафедры гидроаэромеханики СПбГУ, доктор физико-математических наук, профессор Нагнибеда Екатерина Алексеевна Механика и математическое моделирование. Молекулярно-кинетическая теория жидкости и газа

Исследуются неравновесные течения пятикомпонентной реагирующей воздушной смеси N2/O2/NO/N/O в соплах с учетом химических реакций диссоциации, рекомбинации, обмена атомами и возбуждения колебательных степеней свободы молекул смеси. На основе однотемпературного описания численно изучено изменение состава смеси, температуры и скорости газа вдоль оси сопла при разных условиях в критическом сечении. Показаны эффекты влияния моделей скорости химических реакций, колебательных спектров молекул, реакций рекомбинации и обмена и формы сопла на параметры течения. Представлено сравнение температуры и скорости газа, полученных в расчетах течений пятикомпонентного воздуха и бинарных смесей N2/N и О2/О.

Количество использованных источников: 32

Библиографическое описание:

Папина, К. В. Колебательная и химическая кинетика в потоках воздуха в соплах: магистерская дис.: защищена 07.06.2016 / Папина Ксения Васильевна. - СПб., 2016. - 46 с. - Библиогр.: с. 43-46.

Ksenia Papina

Vibrational and chemical kinetics in air flows in nozzles

Scientific supervisor: professor, doctor of science Ekaterina Nagnibeda

Mechanics and Mathematical Modeling. Molecular Kinetic Theory of Fluids and Gases

Non-equilibrium flows of the 5-component air mixture N2/O2/NO/N/O in nozzles are studied taking into account dissociation, recombination, exchange reactions and vibrational excitation of air molecules. In the frame of the onetemperature description, variation of the gas temperature, velocity and air composition along a nozzle axis is studied numerically for different conditions in a nozzle throat. The influence of models for reaction rate coefficients, molecular vibrational spectra, a nozzle profile on gas flow parameters is shown as well as the role of exchange reactions and recombination. The gas temperature and velocity calculated for 5-component air mixture are compared with ones found for binary mixture N2/N and О2/О.

The number of sources used: 32

Bibliographic description:

Papina, K. V. Vibrational and chemical kinetics in air flows in nozzles: master’s thesis.: presented 07.06.2016 / Ksenia Papina. – S.Petersburg., 2016. - 46 p. - Bibliogr.: p. 43-46.