考慮氧氣離解的空氣熱物性參數(shù)計算.pdf

1、高超聲速飛行器飛行時，物體表面附近由于激波存在和粘性阻滯，邊界層內(nèi)的氣體將會達到很高的溫度，部分氣體的動能將會轉(zhuǎn)化為分子隨機運動的能量，由此導(dǎo)致分子的振動自由度被激發(fā)，進而產(chǎn)生離解、電離和電子激發(fā)等一系列反應(yīng)?？諝獠荒茉俦灰暈闊嵬耆珰怏w，而應(yīng)該視為分子、原子、離子和電子組成的真實氣體。空氣的狀態(tài)方程以及內(nèi)能、焓和比熱容等熱物性參數(shù)也會偏離熱完全氣體的值。
　　 為了更好的研究高溫邊界層流場流動穩(wěn)定性和預(yù)測邊界層轉(zhuǎn)捩位置，需要對離

2、解空氣的熱物性參數(shù)進行研究。本文采用離解度和平衡常數(shù)兩種方法對離解空氣的壓縮因子、離解度和內(nèi)能等熱物性參數(shù)進行了研究，得出以下結(jié)論：
　　 1、氧氣的離解度與混合氣體的壓縮因子是溫度和壓力的函數(shù)。在壓力相同情況下，隨著溫度提高氧氣的離解度與混合氣體的壓縮因子將提高；對應(yīng)同樣的溫度，壓力越高則氧氣的離解度與混合氣體的壓縮因子越低。
　　 2、混合氣體的無量綱摩爾比內(nèi)能和焓隨溫度的升高而增加，并在離解反應(yīng)快要結(jié)束時達到極大值

3、?；旌蠚怏w的無量綱摩爾比熱容隨溫度的增加先增加后減小，并且在離解度增大速率最快的溫度附近達到比熱容的極大值。由于氧氣的離解反應(yīng)是一吸熱過程，溫度增加量相同時，考慮化學(xué)反應(yīng)后混合氣體相比熱完全氣體模型所吸收的熱量多，也即，吸收相同熱量，考慮化學(xué)反應(yīng)后混合氣體相比熱完全氣體模型，溫度增幅減小。
　　 3、化學(xué)反應(yīng)混合氣體的比熱容比和等熵指數(shù)隨溫度增加的變化規(guī)律是先減小后增加。等熵指數(shù)的極小值出現(xiàn)在離解度變化速率最快的溫度附近，與摩爾