MEKhANIZMY NARUShENIYa OB\"EMNOGO BALANSA MOLEKUL VODY I KISLORODA V OTPAYaNNOM TLEYuShchEM RAZRYaDE POSTOYaNNOGO TOKA

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Обнаружено нарушение объемного баланса молекул воды и кислорода на стадии горения тлеющего разряда постоянного тока в отпаянной трубке при давлении 1.5–5.3 мбар в смесях O2–He–H2O на временах ~100 с. Для объяснения роста концентрации молекул воды предложена гетерогенная реакция образующихся во время разряда атомов кислорода с молекулами воды, адсорбированными на стенке разрядной трубки. В результате этого образуются молекулы водорода и кислорода, которые далее, вследствие плазмохимических реакций в объеме, преобразуются в молекулы H2O. Уменьшение концентрации молекул кислорода в объеме объясняется взаимодействием атомов кислорода с металлической поверхностью электродов. Вероятность гетерогенной реакции, приводящей к образованию молекул воды, оценена как 10–5, а вероятность гибели атомов кислорода на металлической поверхности как 1.5 × 10–4.

References

  1. Wang Z., Deguchi Y., Kamimoto T., Tainaka K., Tanno K. Pulverized Coal Combustion Application of Laserbased Temperature Sensing System Using Computed Tomography-tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (CT-TDLAS) // Fuel. 2020. V. 268. P. 117370.
  2. Guo X., Zheng F., Li C., Yang X., Li N., Liu S., Wei J., Qiu X., He Q. A Portable Sensor for in-situ Measurement of Ammonia Based on Near-infrared Laser Absorption Spectroscopy // Optics and Lasers in Engineering. 2019. V. 115. P. 243.
  3. Waßmuth B., Fuchs G. W., Zimmermann H., Giesen T.F. Concept and Application of a Linearized Ring Multipass Optics Configuration // Appl. Opt. 2021. V. 60. P. 10273.
  4. Cavity-enhanced Spectroscopy and Sensing / Eds. G. Gagliardi, H.P. Loock. Berlin, Germany: Springer, 2014. V. 179. 527 p.
  5. Jiang J., Wang Z., Han X., Zhang C., Ma G., Li C., Luo Y. Multi-gas Detection in Power Transformer oil Based on Tunable Diode Laser Absorption Spectrum // IEEE Trans. Dielectrics and Electrical Insulation. 2019. V. 26. № 1. P. 153.
  6. Long F., Gao G., Zhang M., Jiang Y., Cai T. Multi-laser Sensor for Simultaneous Multi-gas Measurements Using off-axis Cavity-enhanced Absorption Spectroscopy with an Opposite Two-way Configuration // Opt. Lett. 2022. V. 47. Iss. 6. P. 1339.
  7. Ma L., Cheong K-P., Ning H., Ren W. An Improved Study of the Uniformity of Laminar Premixed Flames Using Laser Absorption Spectroscopy and CFD Simulation // Experimental Thermal and Fluid Sci. 2020. V. 112. P. 110013.
  8. Cui H., Wang F., Huang Q., Yan J., Cen K. Multiparameter Measurement in Ethylene Diffusion Flame Based on Time-division Multiplexed Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy // IEEE Photonics J. 2019. V. 11. № 3. P. 1.
  9. Бернацкий А.В., Лагунов В.В., Очкин В.Н. Измерение концентраций изотопомеров молекул воды в разряде в инертном газе с добавками паров Н2О и D2 методом диодной лазерной спектроскопии с внешним резонатором // Квант. электроника. 2019. Т. 49. № 2. С. 157.
  10. Bernatskiy A.V., Kochetov I.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N. Parallel Monitoring of the Dynamics of Oxygen and Water Molecule Concentrations under the Action of a Glow Discharge using Diode Laser Spectroscopy // Physics of Wave Phenomena. 2024. V. 32. № 6. P. 410.
  11. Bernatskiy A.V., Kochetov I.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N. The Influence of Heterogeneous Processes on the Balance of Particles in the Bulk Phase of a DC Glow Discharge in Gas Mixtures Containing Water and Oxygen Molecules // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2025. https://doi.org/10.1007/s11090-025-10603-x
  12. Bernatskiy A.V., Lagunov V.V., Ochkin V.N., Tskhai S.N. Study of Water Molecule Decomposition in Plasma by Diode Laser Spectroscopy and Optical Actinometry Methods // Laser Phys. Lett. 2016. V. 13. № 7. P. 075702.
  13. Михайленко С.Н., Бабиков Ю.Л., Головко В.Ф. Информационно-вычислительная система ≪Спектроскопия атмосферных газов≫. Структура и основные функции // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 9. С. 765.
  14. Eilers P.H.C., Boelens H.F.M. Baseline Correction with Asymmetric Least Squares Smoothing. Leiden University Medical Centre Report. 2005. V. 1. № 1. P. 5. 15.
  15. Chemical Workbench. CWB 4.4.29305, 2025. www.kintech.ru
  16. Deminsky M., Chorkov V., Belov G., Cheshigin I., Knizhnik A., Shulakova E., Shulakov M., Iskandarova I., Alexandrov V., Petrusev A., Kirillov I., Strelkova M., Umanski S., Potapkin B. Chemical Workbenchintegrated Environment for Materials Science // Comput. Mater. Sci. 2003. V. 28. P. 169.
  17. Справочник машиностроителя / Под ред. Н.С. Ачеркана. T. 2. M.: Машгиз, 1963. 701 с.
  18. Viegas P., Dias T.C., Fromentin C., Chukalovsky A., Mankelevich Y., Proshina O., Rakhimova T., Guerra V., Voloshin D. Comparison Between 1D radial and 0D Global Models for Low-pressure Oxygen DC Glow Discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 2023. V. 32. P. 024002.
  19. Karkach S.P., Osherov V.I. Ab Initio Analysis of the Transition States on the Lowest Triplet H2O2 Potential Surface // J. Chem. Phys. 1999. V. 110. № 24. P. 11918.
  20. Напартович А.П., Кочетов И.В., Леонов С.Б. Расчет динамики воспламенения водородно-воздушной смеси неравновесным разрядом в высокоскоростном потоке // ТВТ. 2005. Т. 43. № 5. С. 677.
  21. Попов Н.А. Влияние неравновесного возбуждения на воспламенение водород-кислородных смесей // ТВТ. 2007. Т. 45. № 2. С. 296.
  22. Bernatskiy A.V., Ochkin V.N., Kochetov I.V. Multispectral Actinometry of Water and Water Derivate Molecules in Moist Inert Gas Discharge Plasmas // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. V. 49. P. 395204.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».