Contribution à l'étude des propriétés des plasmas à deux températures PDF Download
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Book Description
Dans le domaine des plasmas thermiques, de nombreux procédés industriels sont caractérisés en supposant l'équilibre thermique. Cependant ces conditions d'équilibre ne sont pas remplies près des bords des plasmas crées par des arcs électriques ou des jets de plasmas. Les écarts à l'équilibre modifient alors considérablement la cinétique chimique du milieu et peuvent affecter le procédé étudié. La compréhension, l'analyse et la prédiction de ces procédés demandent alors une modélisation physique du plasma à deux températures (2T). Cette modélisation s'appuie sur le calcul préalable des propriétés du plasma 2T, calcul qui fait l'objet de cette thèse. La première partie de ce travail est consacrée au calcul de la composition d'un plasma à 2T. Il existe dans la littérature plusieurs théories permettant de calculer les densités des espèces pour un plasma hors équilibre mais l'originalité de ce travail se trouve dans l'établissement d'une loi " pseudo cinétique " régissant le peuplement des espèces. La seconde partie concerne le calcul des propriétés thermodynamiques. Elle s'appuie sur une étude bibliographique des méthodes de calcul déjà existantes et des données indispensables à l'obtention de telles propriétés. Un effort particulier est fait pour séparer les contributions des électrons et celles des particules lourdes dans les échanges d'énergie. La dernière partie de cette thèse est dédiée aux calculs des coefficients de transport. Nous évoquons les grandes lignes de calculs des propriétés intermédiaires avant de présenter les différentes théories existantes dans la littérature. Tous les résultats ont été validés par confrontation du calcul à l'ETL avec la littérature.
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Dans le domaine des plasmas thermiques, de nombreux procédés industriels sont caractérisés en supposant l'équilibre thermique. Cependant ces conditions d'équilibre ne sont pas remplies près des bords des plasmas crées par des arcs électriques ou des jets de plasmas. Les écarts à l'équilibre modifient alors considérablement la cinétique chimique du milieu et peuvent affecter le procédé étudié. La compréhension, l'analyse et la prédiction de ces procédés demandent alors une modélisation physique du plasma à deux températures (2T). Cette modélisation s'appuie sur le calcul préalable des propriétés du plasma 2T, calcul qui fait l'objet de cette thèse. La première partie de ce travail est consacrée au calcul de la composition d'un plasma à 2T. Il existe dans la littérature plusieurs théories permettant de calculer les densités des espèces pour un plasma hors équilibre mais l'originalité de ce travail se trouve dans l'établissement d'une loi " pseudo cinétique " régissant le peuplement des espèces. La seconde partie concerne le calcul des propriétés thermodynamiques. Elle s'appuie sur une étude bibliographique des méthodes de calcul déjà existantes et des données indispensables à l'obtention de telles propriétés. Un effort particulier est fait pour séparer les contributions des électrons et celles des particules lourdes dans les échanges d'énergie. La dernière partie de cette thèse est dédiée aux calculs des coefficients de transport. Nous évoquons les grandes lignes de calculs des propriétés intermédiaires avant de présenter les différentes théories existantes dans la littérature. Tous les résultats ont été validés par confrontation du calcul à l'ETL avec la littérature.
Author: Mario Capitelli Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1441981721 Category : Science Languages : en Pages : 365
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Fundamental Aspects of Plasma Chemical Physics: Transport develops basic and advanced concepts of plasma transport to the modern treatment of the Chapman-Enskog method for the solution of the Boltzmann transport equation. The book invites the reader to consider actual problems of the transport of thermal plasmas with particular attention to the derivation of diffusion- and viscosity-type transport cross sections, stressing the role of resonant charge-exchange processes in affecting the diffusion-type collision calculation of viscosity-type collision integrals. A wide range of topics is then discussed including (1) the effect of non-equilibrium vibrational distributions on the transport of vibrational energy, (2) the role of electronically excited states in the transport properties of thermal plasmas, (3) the dependence of transport properties on the multitude of Saha equations for multi-temperature plasmas, and (4) the effect of the magnetic field on transport properties. Throughout the book, worked examples are provided to clarify concepts and mathematical approaches. This book is the second of a series of three published by the Bari group on fundamental aspects of plasma chemical physics. The first book, Fundamental Aspects of Plasma Chemical Physics: Thermodynamics, is dedicated to plasma thermodynamics; and the third, Fundamental Aspects of Plasma Chemical Physics: Kinetics, deals with plasma kinetics.
Author: M.I. Boulos Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1489913378 Category : Science Languages : en Pages : 462
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In this unique textbook and reference source, the authors integrate theoretical and applied research from a host of disciplines, including materials science, plasma physics, and advanced transport phenomena. Volume 1, the first of two, covers the fundamentals of plasma physics and gaseous electronics, thermodynamics, and transport properties of plasma.
Author: Maher I. Boulos Publisher: Springer Nature ISBN: 3030849368 Category : Science Languages : en Pages : 1973
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This authoritative reference presents a comprehensive review of the evolution of plasma science and technology fundamentals over the past five decades. One of this field’s principal challenges has been its multidisciplinary nature requiring coverage of fundamental plasma physics in plasma generation, transport phenomena under high-temperature conditions, involving momentum, heat and mass transfer, and high-temperature reaction kinetics, as well as fundamentals of material science under extreme conditions. The book is structured in five distinct parts, which are presented in a reader-friendly format allowing for detailed coverage of the science base and engineering aspects of the technology including plasma generation, mathematical modeling, diagnostics, and industrial applications of thermal plasma technology. This book is an essential resource for practicing engineers, research scientists, and graduate students working in the field.
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CE TRAVAIL COMPREND DEUX PARTIES ESSENTIELLES : UNE PARTIE THEORIQUE ET UNE PARTIE EXPERIMENTALE. LA PARTIE THEORIQUE EST CONSACREE A LA MISE AU POINT D'UN FORMALISME NUMERIQUE (METHODE DE NEWTON-RAPHSON) EN UTILISANT LES LOIS D'EQUILIBRE DE LA THERMODYNAMIQUE POUR LE CALCUL DE LA COMPOSITION ET LES PROPRIETES THERMODYNAMIQUES DES PLASMAS THERMIQUES. CE CALCUL A ETE APPLIQUE POUR DIFFERENTES VALEURS DE POURCENTAGES DE CO#2 AFIN DE METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE CETTE MOLECULE SUR LES PROPRIETES THERMODYNAMIQUES DU PLASMA DU MELANGE AR-CO#2 A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE. LA PARTIE EXPERIMENTALE CONSTITUE LA PARTIE PRINCIPALE ET ESSENTIELLE DE CE TRAVAIL. NOUS AVONS MIS AU POINT LA CHAMBRE A ARC STABILISE PAR PAROIS (TYPE MAECKER MODIFIE) AFIN DE DISPOSER D'UN ARC STABLE DANS LE TEMPS. LES METHODES DE DIAGNOSTIC DU PLASMA SONT BASEES SUR LA SPECTROSCOPIE D'EMISSION. DEUX METHODES D'INTERPOLATION (POLYNOME, SPLINE) POUR LE LISSAGE DES POINTS EXPERIMENTAUX SONT COMPAREES. LES PROFILS DE TEMPERATURES D'EXCITATION SONT DETERMINES A PARTIR DES RAIES ATOMIQUES (ARGON, CARBONE, OXYGENE) ET LES PROFILS DE TEMPERATURE DE ROTATION A PARTIR DES SPECTRES MOLECULAIRES OBSERVES, SYSTEME DE SWAN C#2 (0,0) ET SYSTEME VIOLET DE CN (0,0). LES PRINCIPAUX RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS MONTRENT QUE : - LA COMPOSITION LOCALE DU PLASMA N'EST PAS CELLE INJECTEE, - LA TEMPERATURE AUGMENTE EN FONCTION DU COURANT, - LE GRADIENT DE TEMPERATURE DIMINUE QUAND LE COURANT AUGMENTE, - LES FORMES DES PROFILS DES TEMPERATURES D'EXCITATION SONT MODIFIEES POUR LE PLASMA DU MELANGE AR-CO#2, - LE GRADIENT DE TEMPERATURE DIMINUE QUAND ON AUGMENTE LE POURCENTAGE DE CO#2, - LA FORMATION D'UN NOYAU A TEMPERATURE ELEVEE SUR L'AXE DE LA DECHARGE ET D'UN DEBUT DE PALIER ENTRE 7 000K ET 8 500K, - LES TEMPERATURES DE ROTATIONS SONT VRAISEMBLABLEMENT CELLES DE LA PERIPHERIE.
Author: James P. Hartnett Publisher: Elsevier ISBN: 0080553710 Category : Science Languages : en Pages : 571
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Advances in Heat Transfer fills the information gap between regularly scheduled journals and university-level textbooks by providing wide-ranging and in-depth review articles. Put simply, this book is essential reading for all mechanical, chemical and industrial engineers working in the field of heat transfer in graduate schools or industry. The articles, which serve as a broad review for experts in the field, will also be of great interest to non-specialists who need to keep up-to-date with the results of the latest research. - Provides an overview of review articles on topics of current interest - Bridges the gap between academic researchers and practitioners in industry - A long-running and prestigious series
Author: Gad Hetsroni Publisher: CRC Press ISBN: 9780891169093 Category : Heat Languages : en Pages : 576
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A collection of papers written for the Ninth International Heat Transfer Conference held in Jerusalem in 1990. The topics covered include natural convection, phase change, heat transfer augmentation, heat exchangers, two-phase flows and conduction and insulation.
Author: Hugues Hingana
Author: Hugues Hingana
Author: Mario Capitelli
Author: M.I. Boulos
Author: Maher I. Boulos
Author: ESSAADIA.. MAOUHOUB
Author: James P. Hartnett
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Author: Gad Hetsroni