ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О СТРУКТУРЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПОТОКА В ВЫХОДНОМ СЕЧЕНИИ ПЛАЗМОТРОНА
Поля температур и скоростей. На выходе из плазмотронов с вихревой стабилизацией дугового разряда распределение температуры (если не приняты специальные меры по выравниванию температурного профиля струи) таково, что центральная область струи, испытавшая непосредственное воздействие дугового разряда, расположенного вблизи оси, имеет более высокую температуру, чем периферийные слои, не прошедшие через дуговой разряд. При этом из-за большей плотности периферийных слоев сравнительно низкотемпературной остается большая часть массового расхода рабочего тела (до 60... 70 %), и это обстоятельство не позволяет получать среднемассовые температуры выше 6000...6500 К. Типичное распределение температуры на выходе из плазмотрона с вихревой стабилизацией дугового разряда приведено на рис. 4.27.
В плазмотронах коаксиальной схемы все рабочее тело проходит через зону горения дугового разряда и по этой причине неравномерность в распределении температуры после плазмотрона должна быть меньше, чем для плазмотронов с вихревой стабилизацией разряда (рис. 4.28). С другой стороны, наличие массивного охлаждаемого
|
|
|
|
|
Рис. 4.30. Распределение скорости на выходе из камеры раскрутки:
- в вертикальном направлении: б) — в горизонтальном направлении
Для измерения скоростей и скоростного напора В. Г. Лебедевым были разработаны охлаждаемые трубки Пито, позволившие проводить измерения с погрешностью до 5 %. При расчете поля скоростей использовались результаты измерений температурного поля. Определенные таким образом профили скорости показаны на рис. 4.30 для сечения, расположенного за патрубком камеры раскрутки. Неравномерность скоростного поля составляет от 6 до 15 %. Для решения задач, в которых требуется большая равномерность параметров потока, в выходном сечении должны устанавливаться специальные выравнивающие устройства.