Etude de la composition et des proprietes thermodynamiques des plasmas thermiques a l'equilibre et hors d'equilibre thermodynamique

par Pascal André

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de André Lefort.

Soutenue en 1995

à Clermont-Ferrand 2 .

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  • Résumé

    Cette etude est consacree a la determination theorique de la composition et des proprietes thermodynamiques des plasmas thermiques a l'equilibre et hors d'equilibre thermodynamique. Dans le cas des plasmas a l'equilibre thermodynamique, la methode de la minimisation de l'enthalpie libre est employee. Pour cela, une banque de donnees thermodynamiques, necessitant le calcul des fonctions de partition de chaque espece prise en compte, est constituee. Le formalisme numerique utilisant la methode de minimisation steepest descent de white et al, est rappele. Dans le cas des plasmas hors d'equilibre thermique, l'enthalpie libre totale est etablie en associant une temperature a chaque degre de liberte. Les fonctions de partition des especes diatomiques doivent alors etre modifiees. La methode numerique steepest descent de white et al est alors adaptee. Cette methode de calcul permet plusieurs hypotheses sur les temperatures internes: rotation, vibration et excitation electronique. Les methodes de calculs basees sur la minimisation de l'enthalpie libre, sur les lois d'action de masse, sur une approche cinetique dans le cas des plasmas hors d'equilibre thermique sont comparees. Les deux premieres methodes donnent des resultats identiques mais different de la troisieme. Le calcul des constantes d'equilibre chimique est alors modifie ce qui permet de determiner la composition des plasmas hors d'equilibre thermique et chimique. Les calculs sont appliques a de nombreux plasmas ayant un rapport direct avec les applications industrielles, ou generes a partir de melanges de gaz etudies experimentalement au laboratoire: ? disjoncteurs: plasmas de vapeurs d'isolants (pe, pom, petp, pmma, pa6-6) ? detection des composes polluants emis lors de la combustion du charbon (hap) ? melange ar-co#2, o#2, n#2, h#2. De nombreux developpements peuvent etre envisages, par exemple: ? systeme polyphasique (solide, liquide) ? calcul du desequilibre thermique en fonction du champ electrique

  • Titre traduit

    Study of composition and thermodynamic properties in thermal plasmas at and out of thermodynamic equilibrium


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Informations

  • Détails : 125 P.
  • Annexes : 48 REF.

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