Calcul de composition de plasmas thermiques d'arc électrique de mélanges d'air et de vapeur d'eau

摘要

La composition de plasmas thermiques d’arcs électriques de mélanges d’air et de vapeur d’eau dans une gammernde température électronique allant de 5000 à 30 000 K est calculée pour des pressions de 1, 5 et 10 atm (1 atm =rn101,325 kPa). Les plasmas étudiés étant considérés hors d’équilibre thermique, le calcul de la composition est effectué pourrndes déséquilibres thermiques q = 1, 1,2 et 1,5 par deux méthodes de calcul à savoir celles de Chen et de Potapov. Le déséquilibrernthermique q est défini comme suit : q = Te/Th où Te représente la température cinétique des électrons et Th celle desrnparticules lourdes (molécules, atomes et ions). Les résultats obtenus sont analysés et discutés en fonction des méthodes derncalcul utilisées, du déséquilibre thermique, de la pression et de la proportion initiale de la vapeur d’eau dans le mélangernayant donné naissance au plasma. L’influence de la méthode de calcul à deux températures, du déséquilibre thermique et dernla pression sur la composition chimique des plasmas des mélanges étudiés est mise en évidence. Les résultats du calcul dernla composition montrent en particulier que la densité numérique d’atomes d’hydrogène croît bien avec la proportion en vapeurrnd’eau dans le mélange.%We compute the composition of a thermal plasma from an air and water vapor mixture in an electric arc, in therntemperature range between 5000 and 30 000 K, and at pressures of 1, 5, and 10 atm (1 atm = 101.325 kPa). Consideringrnthese plasmas as nonequilibrium, we compute their composition for q = 1, 1.5, and 2, where q is the nonequilibrium parameterrnq = Te/Th, where Te and Th are the electron and heavy component (molecule, atom, and ion) temperatures respectively.rnWe use two computational methods, Chen’s and Potapov’s. The results we obtain are analyzed and discussed in terms ofrnthe method used, the thermal nonequilibrium, the pressure, and the proportion of water vapor in the initial mix from whichrnthe plasma originated. We show that the method to calculate the two temperatures, the level of nonequilibrium, and the pressurernall influence the chemical composition of the plasmas from the mixture. The results show in particular that the densityrnof hydrogen atoms grows with the proportion of water vapor in the mixed medium.