潘文霞
,
孟显
,
陈熙
,
吴承康
工程热物理学报
本文报道热等离子体射流产生及射流特性的实验研究结果.采用同一个直流等离子体发生器,工作气体流量小时产生出层流等离子体长射流,射流长度随气体流量或弧电流的增加而明显增加;工作气体流量大时则产生出湍流等离子体短射流,此时射流长度几乎与工作气体流量或弧电流无关;在层流与湍流等离子体射流工况之间,存在一个流动状况不稳定的过渡区,此时等离子体射流的平均长度随气流量的加大而减小,但随弧电流的加大而明显加大.层流等离子体长射流有相当好的刚性.
关键词:
热等离子体
,
射流产生
,
层流射流
,
湍流射流
,
实验研究
潘文霞
,
孟显
,
李腾
,
陈熙
,
吴承康
工程热物理学报
采用普通照相和短时间曝光成像的ICCD照相技术,观测了低于大气压条件下产生的纯氩和氩-氢直流电弧等离子体射流的高温区的瞬时形貌及其变化,结合电弧弧根在阳极表面贴附行为的观测结果,对射流的稳定性与三维特性和弧根行为之间的关联进行了分析.结果表明,层流等离子体射流的高温区长度明显长于湍流射流情形,并且具有很好的轴对称性和时间稳定性;湍流射流的高温区瞬时形貌则表现出明显的三维特征;等离子体射流的三维特性与弧根在阳极表面的贴附行为没有直接的联系.
关键词:
层/湍流等离子体射流
,
弧根贴附
,
稳定性
,
三维特性
,
实验观测
黄河激
,
潘文霞
,
孟显
,
吴承康
工程热物理学报
实验研究了以纯氮、纯氢、氨气以及不同体积比氮氢混合气、氨氢混合气作为推进剂时,千瓦级电弧加热推力器的性能.结合理论分析,获得了推进剂组分对推力器性能的影响规律.结果表明,推进剂有效分子量和比热比对推力器冷态性能影响显著.热态下,推进剂组分的热力学性质以及输运性质是影响推力器比冲和效率的关键因素.
关键词:
电弧加热推力器
,
推进剂组分
,
比冲
,
比功率
,
效率
孟显
,
潘文霞
,
吴承康
工程热物理学报
采用表面中心位置装有铜探头的平板,对射入大气环境的层流纯氩高温部分电离气体射流冲击平板的热流密度进行了动态测量,分析了测量条件对热流密度及其分布特性测量结果的影响.同时,研制了嵌有铜探头的小尺寸杆状热流探针,在小扰动条件下测量了射流的热流密度分布.结果显示层流等离子体射流具有稳定的能流密度,探针的移动速度对射流中心区域的热流密度测量结果影响很大.
关键词:
层流等离子体射流
,
热流密度
,
动态测量
孟显
,
潘文霞
,
吴承康
工程热物理学报
采用自行研制的中心嵌有铜柱感应件的小尺寸杆状热流探针,在低扰动条件下,对射入大气环境的纯氩层流等热离子体射流传向铜探头表面的热流密度进行了动态测量.结果表明,在射流最高温度16500 K、最大轴向速度850 m/s、探针垂直于射流流动方向的移动速度130～260 mm/s的实验参数范围内,随着探针移动速度的提高,测得的热流密度值减小;射流温度和速度越高,探针移动速度对热流密度测量值的影响越大.
关键词:
层流等离子体射流
,
杆状热流探针
,
热流密度
,
动态测量
,
移动速度
孟显
,
潘文霞
,
吴承康
工程热物理学报
本文应用电压传感器、光电倍增管及水冷皮托管,对产生射入空气中的纯氩层流和湍流等离子体射流的弧电压波动、发生器出口处的射流光强波动以及沿射流轴线的滞止压力波动进行了测量.结果显示层流等离子体射流各参数的波动幅度远小于湍流射流的对应值;弧电压的波动幅度随气流量的变化明显,但随电流的变化很小;弧电压的波动幅度与其平均值之比随电流增加呈下降的趋势.
关键词:
等离子体射流
,
层流
,
湍流
,
波动
孟显
,
潘文霞
,
吴承康
工程热物理学报
采用自行设计的小功率电弧推力器和小推力测量装置,以氨气为推进剂,系统测量了推力器在不同推进剂流量和弧电流条件下的推力和弧电压数据,导出了对应条件下的比冲和推力效率,并对推力器性能进行了分析.实验结果表明:当推进剂流量为150～450 mL/min时,推力器可在输入功率小于100 W的条件下稳定运行,比冲最大接近250 s.
关键词:
小功率氨电弧推力器
,
推力
,
比冲
,
推力效率
,
弧电压
潘文霞
,
孟显
,
吴承康
工程热物理学报
采用主要由阴极、阳极以及介于阴极和阳极之间的中间段组成的直流非转移式电弧等离子体发生器,在大气压条件下,比较系统地研究了纯氩层流等离子体射流的长度随着弧电流、气体流量以及发生器结构而变化的规律.结果表明:层流射流的长度随弧电流和工作气流量的增加而增长;层流向湍流流动转变的临界气流量值随弧电流增大而提高;在发生器的伏安特性呈大梯度变化的情况下,射流长度随弧电流的变化幅度增大.
关键词:
等离子体射流
,
层流流动
,
长度变化
孟显
,
潘文霞
,
吴承康
工程热物理学报
本文分别应用光谱诊断、水冷皮托管及小尺寸杆状热流探针,对自由射入空气中的纯氩层流等离子体射流中心最高温度、滞止压力以及最大热流密度进行了测量,由测量结果导出了层流射流的中心最大速度,得到了射流气体温度和速度的轴向分布及其随工作电流和气流量变化的一些规律,探讨了气体的温度和速度对其向探针表面换热系数的影响.
关键词:
层流等离子体射流
,
温度
,
速度
