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亚大气压六相交流电弧等离子体射流特性研究:实验测量

郭恒 苏运波 李和平 曾实 聂秋月 李占贤 李志辉

亚大气压六相交流电弧等离子体射流特性研究:实验测量

郭恒, 苏运波, 李和平, 曾实, 聂秋月, 李占贤, 李志辉
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  • 以临近空间高超声速飞行器以及航天器再入大气环境飞行过程黑障问题的研究为背景,进行了多相交流电弧放电实验装置的物理设计,建立了六相交流电弧等离子体实验平台(MPX-2015),在背景压力为500 Pa的亚大气压条件下获得了最大直径和长度分别达到14.0 cm和60.0 cm的等离子体射流.研究了工作气体流量、真空腔压强、电极间距以及弧电流等因素对等离子体自由射流和冲击射流特性的影响规律.结果表明:在实验参数范围内,真空腔压强对等离子体的射流特性影响最为显著,等离子体自由射流的长度和直径以及冲击钝体条件下的鞘套有效工作长度和厚度均随着压强的降低而增大;提高沿电极环缝注入的工作气体流量或弧电流亦有利于等离子体鞘套尺寸的增加.上述工作有助于进一步开展临近空间飞行器与其周围复杂介质环境间复杂的气动热效应和黑障问题的研究.
      通信作者: 李和平, liheping@tsinghua.edu.cn
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2014CB744100)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-29
  • 修回日期:  2018-01-04
  • 刊出日期:  2019-02-20

亚大气压六相交流电弧等离子体射流特性研究:实验测量

  • 1. 清华大学工程物理系, 北京 100084;
  • 2. 华北理工大学机械工程学院, 唐山 063500;
  • 3. 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院, 哈尔滨 150001;
  • 4. 中国空气动力研究与发展中心超高速所, 绵阳 621000;
  • 5. 国家计算流体力学实验室, 北京 100191
  • 通信作者: 李和平, liheping@tsinghua.edu.cn
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2014CB744100)资助的课题.

摘要: 以临近空间高超声速飞行器以及航天器再入大气环境飞行过程黑障问题的研究为背景,进行了多相交流电弧放电实验装置的物理设计,建立了六相交流电弧等离子体实验平台(MPX-2015),在背景压力为500 Pa的亚大气压条件下获得了最大直径和长度分别达到14.0 cm和60.0 cm的等离子体射流.研究了工作气体流量、真空腔压强、电极间距以及弧电流等因素对等离子体自由射流和冲击射流特性的影响规律.结果表明:在实验参数范围内,真空腔压强对等离子体的射流特性影响最为显著,等离子体自由射流的长度和直径以及冲击钝体条件下的鞘套有效工作长度和厚度均随着压强的降低而增大;提高沿电极环缝注入的工作气体流量或弧电流亦有利于等离子体鞘套尺寸的增加.上述工作有助于进一步开展临近空间飞行器与其周围复杂介质环境间复杂的气动热效应和黑障问题的研究.

English Abstract

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