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State-Resolved Dissociation and Exchange Reactions in CO2 Flows.
The Journal of Physical Chemistry A ( IF 2.7 ) Pub Date : 2019-11-27 , DOI: 10.1021/acs.jpca.9b08578 Elena Kustova 1 , Aleksei Savelev 1 , Iole Armenise 2
The Journal of Physical Chemistry A ( IF 2.7 ) Pub Date : 2019-11-27 , DOI: 10.1021/acs.jpca.9b08578 Elena Kustova 1 , Aleksei Savelev 1 , Iole Armenise 2
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State-resolved chemical reactions in CO2 are studied by taking into account excitation of all vibrational modes and preferential reaction mechanisms. The effect of several parameters on the reaction rate coefficients is discussed; it is shown that the nonequilibrium factor in the expression for the rate coefficients of exchange reactions is much less sensitive to the number of accounted vibrational states and model parameters than that of dissociation. On the other hand, the choice of thermal equilibrium Arrhenius law parameters is crucial for the correct prediction of rate coefficients for both reactions. Developed models are implemented to the one-dimensional boundary layer code for coupled state-to-state simulations of nonequilibrium CO2 flows under Mars entry conditions. Vibrational distributions, mixture composition, flow variables, and heat flux are studied for several kinetic schemes and different models of chemical reactions. Whereas including the exchange reactions weakly affects the flow, switching between the Park and McKenzie sets of parameters results in significant modification of the kinetic mechanisms; for the McKenzie model, recombination near the wall is a dominating reaction, whereas for the Park model, chemical reactions are frozen. Different contributions to the heat flux are evaluated and a satisfactory agreement with experiments is shown.
中文翻译：
二氧化碳流中的状态分解解离和交换反应。
考虑到所有振动模式的激发和优先的反应机理，研究了二氧化碳中状态分解的化学反应。讨论了几个参数对反应速率系数的影响。结果表明，交换反应速率系数表达式中的非平衡因子对振动状态和模型参数的计算要比解离敏感得多。另一方面，热平衡阿伦尼乌斯定律参数的选择对于正确预测两个反应的速率系数至关重要。将开发的模型应用于一维边界层代码，以便在火星进入条件下对非平衡CO2流动进行状态间耦合模拟。振动分布，混合物成分，流量变量，研究了几种动力学方案和化学反应的不同模型的热通量和热通量。尽管包括交换反应在内，对流量的影响很小，但在Park和McKenzie参数集之间切换会导致动力学机制发生重大变化；对于McKenzie模型，壁附近的重组是主要反应，而对于Park模型，化学反应被冻结。评估了对热通量的不同贡献，并显示了与实验的令人满意的一致性。壁附近的重组是主要反应，而对于Park模型，化学反应被冻结。评估了对热通量的不同贡献，并显示了与实验的令人满意的一致性。壁附近的重组是主要反应，而对于Park模型，化学反应被冻结。评估了对热通量的不同贡献，并显示了与实验的令人满意的一致性。
更新日期：2019-11-28
中文翻译：
二氧化碳流中的状态分解解离和交换反应。
考虑到所有振动模式的激发和优先的反应机理，研究了二氧化碳中状态分解的化学反应。讨论了几个参数对反应速率系数的影响。结果表明，交换反应速率系数表达式中的非平衡因子对振动状态和模型参数的计算要比解离敏感得多。另一方面，热平衡阿伦尼乌斯定律参数的选择对于正确预测两个反应的速率系数至关重要。将开发的模型应用于一维边界层代码，以便在火星进入条件下对非平衡CO2流动进行状态间耦合模拟。振动分布，混合物成分，流量变量，研究了几种动力学方案和化学反应的不同模型的热通量和热通量。尽管包括交换反应在内，对流量的影响很小，但在Park和McKenzie参数集之间切换会导致动力学机制发生重大变化；对于McKenzie模型，壁附近的重组是主要反应，而对于Park模型，化学反应被冻结。评估了对热通量的不同贡献，并显示了与实验的令人满意的一致性。壁附近的重组是主要反应，而对于Park模型，化学反应被冻结。评估了对热通量的不同贡献，并显示了与实验的令人满意的一致性。壁附近的重组是主要反应，而对于Park模型，化学反应被冻结。评估了对热通量的不同贡献，并显示了与实验的令人满意的一致性。
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