Rev. Phys. Appl. (Paris) 21, 365-376 (1986)
DOI: 10.1051/rphysap:01986002106036500

Calcul de propriétés thermodynamiques et des coefficients de transport dans un plasma Ar-O2 en non-équilibre thermodynamique et à la pression atmosphérique

J. Aubreton, C. Bonnefoi et J.M. Mexmain

C.N.R.S. LA 320, Equipe Thermodynamique et Plasmas, Université de Limoges, 123, avenue Albert Thomas, 87060 Limoges Cedex, France

Abstract
s. - For a thermal non-equilibrium Ar-O2 plasma, we compute the numerical densities by a statistical method. Our formalism of transport coefficients, for these kind of plasmas, uses the classical collision integrals. Therefore the collision integrals are determined from selected interaction potentials or from transfer cross-sections (charge and momentum). The transport properties (viscosity, electrical and thermal conductivity) are calculated : - for five values of the O2/(O2 + Ar) ratio, from pure oxygen to pure argon plasma, - for T e (Te is the electronic temperature) varying from 2 000 K to 15 000 K by step of 100 K, - for five values of θ = Te/Th (Th is the heavy particle temperature), θ = 1 (equilibrium), 1.5, 2, 3 and 4. - for the atmospheric pressure. At last, our results are compared to those of the literature.

Résumé
La composition du plasma thermique hors équilibre thermodynamique est calculée par une méthode statistique que nous avons appliqué aux plasmas de mélange argon-oxygène. Notre formalisme de calcul des coefficients de transport, pour ces plasmas, utilisent la définition classique des intégrales de collision. Pour leurs déterminations, nous avons donc sélectionné dans la littérature les potentiels d'interaction ou les sections efficaces de transfert (moment et charge) nécessaires. Les propriétés de transport (viscosité, conductivité électrique et conductibilité thermique) sont calculées : - pour cinq valeurs du rapport O2/(O2 + Ar) de l'oxygène pur à l'argon pur, - pour T e (température électronique) évoluant de 2 000 K à 15 000 K, - pour cinq valeurs du rapport θ = Te/Th (Th température des particules lourdes) : θ = 1 (équilibre), 1,5,2, 3 et 4, - pour la pression atmosphérique. Finalement, nos résultats sont comparés avec ceux de la littérature.

PACS
5220 - Elementary processes in plasma.
5225F - Plasma transport properties.
5225K - Thermodynamics of plasmas.
5225L - Plasma temperature and density.

Key words
plasma collision processes -- plasma density -- plasma temperature -- plasma transport processes -- thermodynamic properties -- transport coefficients -- thermal nonequilibrium Ar O sub 2 plasma -- numerical densities -- classical collision integrals -- interaction potentials -- transfer cross sections