魏福智
,
王海兴
,
陈熙
,
潘文霞
工程热物理学报
本文采用数值模拟方法对低、中功率氢电弧加热发动机内的传热与流动特性进行了比较研究。结果表明：低、中功率氢电弧加热发动机内的传热与流动规律基本相似；发动机内最高温度出现在阴极尖下游附近；发动机轴线上的轴向速度在约束段出口附近达到最大值。随着发动机功率的增加，发动机内的最高温度和轴线上的最大速度也随之增加。本文还将数值模拟获得的电弧加热发动机性能参数和文献中报道的实验测量值进行了比较，二者符合良好。
关键词:
电弧加热发动机
,
数值模拟
,
低
,
中功率
,
传热与流动
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
王海兴
,
陈熙
,
潘文霞
,
程凯
工程热物理学报
本文采用数值模拟方法,对层流与湍流氩等离子体射流在空气环境中冲击平板时的流动与传热特性进行了对比研究.结果表明,在平板和射流进口间的距离较大时,平板的存在只对其附近的射流参数分布有较大影响,层流等离子体冲击射流的温度与轴向速度的轴向梯度明显小于湍流等离子体冲击射流情形;由于在平板表面形成的径向壁面射流对引射的附加贡献,层流和湍流等离子体冲击射流对环境空气的引射量明显增加.
关键词:
热等离子体
,
层流与湍流等离子体
,
冲击射流
,
数值模拟
程凯
,
陈熙
,
潘文霞
,
王海兴
工程热物理学报
在空气环境中利用氩等离子体射流进行材料加工时,环境空气卷吸进入射流可能会引起金属材料氧化.采用同轴屏蔽气体保护是减小该不利影响的一种可行方案.为此本文对空气环境中层流氩等离子体冲击射流特性受屏蔽气体影响问题进行了数值模拟研究,重点考察了屏蔽气体速度等对材料加工区氧含量的影响.
关键词:
氩等离子体
,
冲击射流
,
屏蔽气保护
,
射流卷吸
,
组分扩散
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
贾少霞
,
王海兴
,
陈熙
,
潘文霞
,
汤海滨
工程热物理学报
本文对千瓦级氩电弧加热发动机内的传热与流动进行了数值模拟研究,获得了典型工况下发动机内温度、速度和马赫数以及发动机喷管温度等参数分布.模拟结果表明,工作气体主要是在阴极下游附近以及约束通道内被加热电离,气体在发动机喷管的上游为亚音速流动,经过约束通道后转变为超音速流动.在进气总压一定时,随着弧电流的增加,发动机出口温度和速度均随之增加,但工作气体流量略有下降.
关键词:
电弧加热发动机
,
等离子体
,
流动与传热
,
数值模拟
黄河激
,
潘文霞
,
吴承康
工程热物理学报
采用滤光成像,摒弃电弧及羽流干扰,实验获得了采用纯氮、纯氢以及氢-氮混合气为推进剂时,低功率电弧加热发动机喷管内壁面的热辐射强度分布。通过辐射强度-温度标定以及图像分析,导出了相应的温度分布。实验结果表明,喷管扩张段内壁面温度最高处位于喉道出口附近。采用不同推进剂时,喷管内壁面温度分布情况有显著区别。
关键词:
电弧加热发动机
,
热辐射
,
喷管内壁
,
温度测量
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
