Научный отчет № 2118

Название

Колебательный энергообмен в смесях Н₂О-Н₂-О₂ при быстром охлаждении в сверхзвуковых соплах.

Авторы

Левин В.А., Старик А.М.

Аннотация

В работе проведен анализ кинетики колебательного энергообмена в смесях Н₂О-Н₂-О₂. В приближении гармонического осциллятора получена система релаксационных уравнений, позволяющая рассчитывать распределение неравновесных параметров при течении смесей Н₂О-Н₂-О₂. На основе полученных уравнений рассмотрено течение указанных смесей в плоских сверхзвуковых соплах. Расчетным путем показана возможность получения инверсии на колебательных переходах 001 → 020 и 100 → 020 молекулы Н₂О и мощного излучения в далекой инфракрасной области спектра (λ ≈ 30μ) при быстром охлаждении предварительно нагретого водяного пара в сверхзвуковых соплах. При этом запасаемая в единице массы газа энергия на указанных переходах достигает 40 кдж/кг. Показано, что при расширении смеси Н₂О-Н₂ (γ Н₂ > 0,025) инверсия возникает также и на переходе 001 → 100 (λ ≈ 100μ). Запасаемая удельная энергия этого перехода растет с увеличением содержания Н₂ в смеси и может достигать ~1,5 кдж/кг. Оценка показателя усиления среды для колебательно-вращательного перехода 001 (5₃₃) → 100 (4₂₂) показала, что газодинамический лазер на смеси Н₂О-Н₂ может являться источником мощного когерентного излучения субмиллиметрового диапазона (λ = 100μ) .

Год публикации

1979 г.

Объём

65 с.

Научный руководитель

Черный Г.Г., Левин В.А.