1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика плазмы
  4. T. 49, № 5, 2023

Физика плазмы, 2023, T. 49, № 5, стр. 495-503

Параметры продольного разряда постоянного тока в сверхзвуковом потоке воздуха

Р. С. Трошкин a, А. А. Фирсов a, *

a Объединенный институт высоких температур РАН
Москва, Россия

* E-mail: af@jiht.org

Поступила в редакцию 10.11.2022
После доработки 20.01.2023
Принята к публикации 20.01.2023

Аннотация

Исследованы свойства электрического разряда в сверхзвуковом потоке воздуха и проблема определения температуры контрагированного плазменного канала с радиальным распределением температуры. Рассмотрен прямой разряд длиной 30 мм вдали от стенок канала в ядре сверхзвукового потока с параметрами: число Маха M = 2, скорость потока V ~ 500 м/с, температура торможения T0 = 300 K, статическое давление газа Pst = 22 кПа. Осесимметричная геометрия экспериментов в конфигурации с двумя соосными электродами, расположенными параллельно потоку, была выбрана во избежание появления части канала тока, перпендикулярной потоку, и соответствующих пульсаций разряда. Получена вольтамперная характеристика разряда, и с помощью эмиссионной спектроскопии были установлены зависимости температуры электроразрядной плазмы от электрических параметров разряда. Также с помощью метода теневой визуализации и высокоскоростной съемки была получена оценка толщины теплового конуса, размера разрядного канала и их зависимость от тока разряда.

Ключевые слова: электрический разряд постоянного тока, дуговой разряд, сверхзвуковой поток, эмиссионная спектроскопия, температура газа, параметры разрядного канала

Список литературы

  1. Alferov V.I., Bushmin A.S. // Sov. Phys. JETP. 1963. V. 17. P. 1190.

  2. Caruana D. // Plasma Phys Control Fusion. 2010. V. 52. P. 124045. https://doi.org/10.1088/0741-3335/52/12/124045

  3. Poggie J., McLaughlin T., Leonov S. // Aerospace-Lab Journal AL10. 2015. https://doi.org/10.12762/2015.AL10-01

  4. Leonov S. // Energies (Basel). 2018. V. 11. P. 1733. https://doi.org/10.3390/en11071733

  5. Yatskih A.A., Semenov A.N., Yermolaev Yu.G., Kosi-nov A.D., Semionov N.V. // Siberian Journal of Physics. 2017. V. 12. P. 41. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2017-12-3-41-48

  6. Falempin F., Firsov A.A., Yarantsev D.A., Goldfeld M.A., Timofeev K., Leonov S.B. // Exp Fluids. 2015. V. 56. P. 54. https://doi.org/10.1007/s00348-015-1928-4

  7. Ferrero A. // Aerospace. 2020. V. 7. P. 32. https://doi.org/10.3390/aerospace7030032

  8. Andrews P., Lax P., Leonov S. // Energies (Basel). 2022. V. 15. P. 7104. https://doi.org/10.3390/EN1519714

  9. Ma X., Fan J., Wu Y., Liu, Xue R. // Physics of Fluids. 2022. V. 34. P. 086102. https://doi.org/10.1063/5.0095487

  10. Tang M., Wu Y., Wang H. // Acta Astronaut. 2022. V. 198. P. 577. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.07.010

  11. Watanabe Y., Elliott S., Firsov A., Houpt A., Leonov S. // J. Phys D Appl Phys. 2019. V. 52. P. 444003. https://doi.org/10.1088/1361-6463/AB352F

  12. Hongyu W., Feng X., Jie L., Cheng Y., Yanguang Y. // Acta Astronaut. 2021. V. 187. P. 325. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2021.06.049

  13. Gong G., Li Y., Wang Y., Kuang P. // AIP Adv. 2020. V. 10. P. 055212. https://doi.org/10.1063/1.5145235

  14. Ershov A.P., Kamenshchikov S.A., Kolesnikov E.B., Logunov A.A., Firsov A.A., Chernikov V.A. // Fluid Dynamics. 2008. V. 43. P. 605. https://doi.org/10.1134/S0015462808040133

  15. Feng R., Sun M., Wang H., Huang Y., Tian Y., Wang C., Liu X., Zhu J., Wang Z. // Aerosp Sci Technol. 2022. V. 121. P. 107381. https://doi.org/10.1016/J.AST.2022.107381

  16. Leonov S.B., Elliott S., Carter C., Houpt A., Lax P., Ombrello T. // Exp Therm Fluid Sci. 2021. V. 124. P. 110355. https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2021.110355

  17. Firsov A.A., Kolosov N.S. // J Phys Conf Ser. 2021. V. 2100. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012017

  18. Leonov S.B., Savelkin K.V., Firsov A.A., Yarantsev D.A. // High Temperature. 2010. V. 48. P. 896. https://doi.org/10.1134/S0018151X10060179

  19. Ershov A.P., Surkont O.S., Timofeev I.B., Shibkov V.M., Chernikov V.A. // High Temperature. 2004. V. 42. P. 667. https://doi.org/10.1023/B:HITE.0000046519.53287.47

  20. Ershov A.P., Kalinin A.V., Surkont O.S., Timofeev I.B., Shibkov V.M., Chernikov V.A. // High Temperature. 2004. V. 42. P. 865. https://doi.org/10.1007/S10740-005-0029-0

  21. Leonov S.B., Yarantsev D.A. // Fluid Dynamics. 2008. V. 43. P. 945. https://doi.org/10.1134/S001546280806015X

  22. Shibkov V.M., Shibkova L.V., Logunov A.A. // Plasma Physics Reports. 20117. V. 43. P. 373. https://doi.org/10.1134/S1063780X17030114

  23. Shibkov V.M., Shibkova L.V., Logunov A.A. // Plasma Physics Reports. 2018. V. 44. P. 754. https://doi.org/10.1134/S1063780X18080056

  24. Perevoshchikov E.E., Firsov A.A. // Plasma Physics Reports. 2023. V. 49. № 5. P. 634. https://doi.org/10.1134/S1063780X22601894

  25. Bityurin V.A., Bocharov A.N., Dobrovolskaya A.S., Po-pov N.A., Firsov A.A. // Plasma Physics Reports. 2023. V. 49. № 5. P. 575. https://doi.org/10.1134/S1063780X22601869

  26. Bychkov V.L., Grachev L.P., Esakov I.I., Ravaev A.A., Khodataev K.V. // Technical Physics 2004. V. 49. № 7. V. 49. P. 833. https://doi.org/10.1134/1.1778855

  27. Firsov A., Bityurin V., Tarasov D., Dobrovolskaya A., Troshkin R., Bocharov A. // Energies (Basel). 2022. V. 15. P. 7015. https://doi.org/10.3390/en15197015

  28. Aksenov A.A. // Computer Research and Modeling. 2017. V. 9. P. 5. https://doi.org/10.20537/2076-7633-2017-9-5-20

  29. Bityurin V.A., Bocharov A.N. // Fluid Dynamics 2006. V. 41. № 5. V. 41. P. 843. https://doi.org/10.1007/S10697-006-0100-5

  30. Bityurin V.A., Bocharov A.N., Popov N.A. // Fluid Dynamics. 2008. 43:4. V. 43. P. 642. https://doi.org/10.1134/S0015462808040170

  31. Bityurin V.A., Bocharov A.N., Popov N.A. // J. Phys. D Appl. Phys. 2019. V. 52. P. 354001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/AB2181

  32. Шибков В.М., Корнев К.Н., Логунов А.А., Нестеренко Ю.К. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. № 7. Shibkov V.M., Kornev K.N., Logunov A.A., Nesteren-ko Yu.K. // Plasma Physics Reports. 2022. V. 48. P. 798. https://doi.org/10.1134/S1063780X22700246

  33. Pusateri E.N., Morris H.E., Nelson E.M., Ji W. // Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2015. V. 120. P. 7300. https://doi.org/10.1002/2015JD023100

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика плазмы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал