闪电消散过程等离子体温度衰减规律的理论研究

摘要

利用流体运动方程、连续性方程和能量守恒方程，对自然闪电回击后的消散过程建立数学模型，计算了等离子体温度随时间和空间的变化规律。结果分析表明：在相同的通道半径处，前期温度随时间衰减较快，后期较慢，并且，初始温度越高，衰减越快；随着半径的增大，温度的衰减幅度逐渐减小。同一时刻，半径小的位置温度梯度较小，半径大的位置温度梯度较大。由衰减到NO冻结温度的时间和位置，初步推断氮氧化物(Nox)生成主要在闪电冲击波之后50ms内、半径为R=9mm的等离子体通道内。
　　 依据闪电产生氮氧化物(LNOx)的基本理论，利用有关化学反应速率的半经验公式，计算了在闪电消散阶段对产生NO有主要贡献的化学反应的速率．结果分析表明：闪电冲击波之后，通道温度从10000K衰减到2000K的过程中，等离子体复合生成氮氧化物.随着温度的降低，生成N原子和O原子的化学反应速率逐渐减小，而由N原子和O原子复合生成NO及O2、N2的反应速率逐渐增大，当温度衰减到2000K左右时，复合生成NO的主要反应的速率最大，由此推断：对于给定的反应物浓度，此时生成NO达到最多。由于闪电在全球氮氧化物的形成中占重要地位，本工作也将给相关方面的研究提供一定的参考数据和帮助。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 闪电消散过程等离子体温度衰减规律的理论研究

第三章 闪电产生一氧化氮(NO)过程的理论研究

第四章 闪电产生氮氧化物

第五章 总结与展望

致谢

攻读硕士期间发表和参与完成的研究论文目录