Etude physico chimique d’un mélange gazeux N2-O2. Calcul de la variation des profils de densité de certains oxydes d’azote

Abstract

La connaissance de la composition chimique d’un plasma est nécessaire pour les calculs et modélisations dans les plasmas thermiques. En effet, à partir de la connaissance de cette composition on peut calculer les propriétés thermodynamiques, les coefficients de transport et les propriétés radiatives d’un milieu plasma. Dans ce travail, on se propose d’étudier à l’équilibre thermodynamique l’influence de la pression et de la concentration d’oxygène dans un mélange gazeux N2/O2. On étudie tout particulièrement l’évolution de la densité des espèces N, O, N2, O2, (N2)+, (O2)- et O3 créées dans ce plasma en fonction de la température (1000 – 20000K) et de la pression (0,01bar- 0,1bar- 1bar – 5bar - 10 bar) pour des mélanges variables (1, 10, 50, 90 et 99% de O2). A l'équilibre thermodynamique, lorsqu'on veut prendre en compte un grand nombre d’espèces, deux grandes méthodes sont habituellement employées, l'une est basée sur la loi d'action de masse et l'autre sur la minimisation de l'enthalpie libre. Nous avons opté dans notre étude pour la loi d'action de masse et la méthode de Newton-Raphson. Les résultats obtenus montrent que lorsque le plasma est en équilibre thermodynamique les densités des différentes espèces présentes dans le plasma ne sont fonctions que de la température et de la pression. Elles ne sont plus indépendantes puisque elles sont liées par certaines lois d’équilibre thermodynamique.