真实气体效应

流动中气体性质偏离完全气体特性的一种表现，又称实际气体效应。真实气体效应的产生取决于气体分子的特性和流动过程中存在的微观过程的特征时间，如分子相继两次碰撞之间的平均时间。在高温气体中可存在各种化学反应和各种自由度之间的能量转换，故有反应(或弛豫)的特征时间。当分子的碰撞或反应特征时间与气体运动的宏观特征时间之比不能忽略时，就会出现真实气体效应。在流动中真实气体效应可由不同的微观过程引起。在分子平均碰撞时间比宏观特征时间小得多的高温气体中，化学反应和各种自由度之间的能量转换就是产生真实气体效应的主要原因。由于气体分子特性在不同的绕流中各不相同，实际绕流中的真实气体效应也就不同。例如，在高超声速飞行器绕流中，强激波后和靠近物面的气体由于受到阻滞，温度显著升高，从而激发了气体分子的振动自由度，温度继续升高(T＞2500开)就会发生离解和化学反应等过程。当温度达到5000～6000开时，则会出现电离，产生自由电子和离子。自由电子的密度随温度的升高而继续增大，使物体周围的气体变成导电介质，直接影响飞行器的通讯性能。当气体温度足够高时，激波层内的气体通过辐射，放出相当一部分能量，对飞行器表面的热流产生较大的影响。与具有常比热比的完全气体不同，这种气体热力学特性发生的变化，对飞行器气动力和气动热计算有影响。这就是高超声速绕流中的真实气体效应。