Взаимодействие плазмы продольно - поперечного и плазмодинамического разрядов со сверхзвуковым воздушно–пропановым потоком (1102473), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Амплитуда сигналов выражена вусловных единицах давления.Скачкидавления сопровождаются возмущениямиплотности. Для анализа данных возмущений были проведены рефракционные измерения в4-ой секции канала (луч лазер проходил через центр симметрии прямоугольногоиллюминатора), а также измерения, выполненные при помощи фотоумножителя (ФЭУ).На рис. рис.18 б. и рис.18 в. представлены сигналы с рефракционного датчика и с ФЭУ,соответственно.25а)б)в)Рис.
18. а) Сигнал возмущения давления в четырех секциях канала; б) Пример сигналавозмущения плотности, полученного рефракционным методом; в) Пример сигнала ФЭУ,расположенного перед иллюминатором четвертой секции канала. Прямоугольникамивыделены области неоднородности плотности и яркости.Сравнение трех диаграмм рис. 18 позволяет сделать вывод о том, что понаправлению первоначального потока топливной смеси распространяется плазменнаяобласть, на границе которой происходит плазменное воспламенение воздушно –пропановой смеси. Анализ динамики импульса давления, вызванного распространениемплазмы, показывает, что амплитуда импульса не является затухающей только вприсутствиипропана, приэтомсредняя продольная скоростьраспространениявозмущения I (рис. 17 б) в четырех секциях канала составляет 681 м/c.При помощи трубки Пито – Прандтля было определено число Маха перед фронтомвозмущения давления I.
Трубка была расположена на оси симметрии цилиндрическогопереходного фланца, подключенного к камере низкого давления. Было, получено, чтоскачок давления распространяется с дозвуковой скоростью, M1=0,54. Усреднение сигналабыло проведено за 1 секунду. Статистическая ошибка определения числа Маха составлялаΔM=0,1.На основании полученных параметров можно сделать вывод о том, что понаправлению потока распространяется дозвуковая волна давления, интенсивность которойопределяется сопутствующим фронтом реакции плазменного воспламенения.26В заключение работы сформулированы основные результаты диссертации:1.Исследование взаимодействия продольно – поперечного разряда постоянного тока сосверхзвуковым воздушным потоком позволило определить нестационарные свойстваразрядаприразличныхрежимахегосуществования.Обнаруженыдвефазысуществования разряда: фаза реализации разряда в области межэлектродного зазора иконвективнаяфаза,прикоторойосуществляетсяперемещениеидеформацияконтрагированного плазменного канала.
Наличие первой фазы связано с локальнымторможением потока вблизи катода за счет теплового нагрева его пограничного слоя, атакже за счет висячих скачков уплотнений. Наличие второй фазы обусловленодоминированием сноса газа в потоке над удерживающим неоднородным полемэлектродов. Нестационарные свойства второй фазы разряда обусловлены влияниемтечения и собственной контракцией плазменного канала.2.Выделены несколько типов вторичного пробоя разряда в условиях натекающеготечения: пробой, связанный с увеличением длины плазменного канала и пробой,обусловленный локализацией плазменного канала в области пониженного приведенногополя. Определена связь между основной частотой вторичных пробоев и параметрамиразряда.3.Обнаружено, что рост среднего разрядного тока приводит к усилению хаотическихсвойств разрядного следа и росту основной частоты газодинамических пульсаций.Показана связь между нестационарными свойствами разряда и потока.4.Исследование взаимодействия продольно – поперечного разряда постоянного тока сосверхзвуковым воздушно - пропановым потоком позволило определить дополнительныенестационарные свойства разряда приразличных режимах егосуществования.Определено, что инжекция пропана приводит к возбуждению возмущений в воздушномпотоке без присутствия разряда.
Взаимодействие неоднородной смеси с продольно –поперечным неустойчивым разрядом показало изменение условий вторичного пробояразряда, который реализуется по трехмерной траектории, обусловленной локальнымсоставом смеси.5.Определено, что при росте среднего разрядного тока наблюдается усилениеторможения натекающего потока и доминирование первой фазы разряда. Основная27частота пульсаций давления, связанных с влиянием нестационарных свойств разрядарастет с ростом среднего разрядного тока.
При этом зафиксирована оптимизацияперемешивания натекающей воздушно - пропановой смеси.6.Обнаружено плазменной воспламенение в воздушно – пропановом потоке примаксимальном разрядном токе. Зафиксировано, что область воспламенения стабилизируетнатекающее течение и режим существования разряда. Зафиксировано повышениестабилизации плазменного воспламенения при увеличении среднего разрядного тока.7.Исследованиевзаимодействияплазмодинамическогоимпульсногоразрядаснатекающей воздушно – пропановой смесью позволило определить две стадиираспространения разряда: стадия, при которой разряд не испытывает существенноговлияния со стороны потока и стадия переноса плазменного следа. Зафиксированоплазменное воспламенение на границе плазмы, которое существует в течении всеговремени сноса плазменного образования потоком.СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.1.
Г. Н. Абрамович. Прикладная газовая динамика//Наука, 1976.2. Ершов А.П., Колесников Е. Б., Тимофеев И. Б., Черников В. А., Чувашев С. Н.,Шибков В. М., Плазмодинамические разряды в поперечных сверхзвуковых потокахвоздуха // ТВТ, Т.44., № 4, 2006.3. Райзер Ю.П., Физика газового разряда//Наука, 1992.4.В. Бутаков, А. Граковский, Оценка уровня стохастичности временных рядовпроизвольного происхождения при помощи показателя Херста//Computer modelingand new technologies, Vol.9, No.2, 2005.5.Г. М. Заславский, Р. З.
Сагдеев, Введение в нелинейную физику//Наука, 1988.ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.1. V.Chernikov, E.Kolesnikov, S.Kamenshchikov, Explosive combustion, initiated byplasmodynamic discharge in propane - air mixture//43rd AIAA Aerospace SciencesMeeting and Exhibit, USA, Orlando, 2010.282. А.П. Ершов, С.А. Каменщиков, Е.Б. Колесников, А.А. Логунов, А.А. Фирсов, В.А.Черников, Измерение скорости потока с помощью поперечного разряда//ВестникМГУ.
Серия 3. Физика, Астрономия, № 3, 2008.3. А.Ф. Александров, А.П. Ершов, С.А. Каменщиков, А.А. Логунов, В.А. Черников,Воспламенениесверхзвуковойпропан-воздушнойсмесисиспользованиемимпульсной плазмы//Вестник МГУ. Серия 3. Физика, Астрономия, № 2, 2008.4. А.П. Ершов, С.А. Каменщиков, Е.Б. Колесников, А.А. Логунов, А.А. Фирсов, В.А.Черников, О возможности измерения скорости потока с помощью маломощногоимпульсно-периодического разряда//Изв. РАН.
Механика жидкости и газа, № 4,2008.5. А. П. Ершов, С. А. Каменщиков, А. А. Логунов, В. А. Черников, Инициация горениясверхзвукового пропан - воздушного потока разрядом магнитоплазменногокомпрессора//ТВТ, том 47, № 6, 2009.6. А. П. Ершов, С. А. Каменщиков, А. А. Логунов, В. А. Черников, Воспламенениевысокоскоростного воздушно-пропанового потока, инициируемое продольнопоперечным разрядом постоянного тока//ТВТ, том 47, № 6, 2009.7. Афонина Н.Е., Громов В.Г., Ершов А.П., Каменщиков С.А., Черников В.А.,Воспламенение высокоскоростного воздушно-пропанового потока, инициируемоеразрядомпостоянноготока:экспериментНелинейный мир, № 11, 2009.29ичисленное моделирование //.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
