Investigation of vibrational relaxation and thermally non-equilibrium dissociation of the O2-molecules behind a front of shock wave
The quantitative experimental data on the evolution of gas temperature (T) and vibrational (Tv) temperature of molecular oxygen behind the strong shock wave front (T = 4000-10800 K) were used for determination of oxygen dissociation rate constants and vibrational relaxation time under the thermal nonequilibrium conditions. Some of theoretical models of thermal nonequilibrium dissociation were tested using the measured profiles of the Tv - and T - temperatures, and they shown to be unsatisfactory to describe the thermal non-equilibrium dissociation.
translational vibrational nonequilibrium, thermally non-equilibrium dissociation of molecules, the vibrational temperature, the reaction rate constant, dissociation model, the shock front
В экспериментах измерены профили колебательной температуры Tv молекул кислорода за фронтом ударной волны в условиях термической и химической неравновесности. Диапазон температуры газа T непосредственно во фронте ударной волны в неразбавленном кислороде в опытах составлял 4000-10800 K. Установлено, что при температуре Т > 6500 K диссоциация молекул за фронтом ударной волны начинается до установления колебательного равновесия, протекая одновременно с колебательной релаксацией. Данные об эволюции колебательной температуры кислорода получены вдоль всей неравновесной зоны – от фронта волны до полного равновесия. На основании этих измерений были исследованы процессы колебательной релаксации и термически неравновесной диссоциации кислорода. Отмечено существенное замедление времени колебательной релаксации при температурах выше 6000 K по сравнению с известными зависимостями Ландау −Теллера или Милликена − Уайта. Измерена константа скорости диссоциации и количественно продемонстрирована зависимость константы скорости диссоциации О2 от степени отклонения колебательной температуры от текущей поступательной температуры. Показано, что в термически неравновесных условиях (Tv ≠T) тестированные теоретические модели неудовлетворительно описывают измеренные профили колебательной и поступательной температуры. Полученные данные об эволюции колебательной температуры кислорода вдоль всей неравновесной зоны являются хорошей базой для создания и тестирования более адекватных моделей диссоциации.
поступательно-колебательная неравновесность, термически неравновесная диссоциация молекул, колебательная температура, константа скорости реакции, модель диссоциации молекул, фронт ударной волны
