Dynamics of Heat Fluxes in a Channel Area Heated by a Pulsed High-Current Discharge

I. A. Znamenskaya; Знаменская И. А.; E. Yu. Koroteeva; Коротеева Е. Ю.; E. A. Karnozova; Карнозова Е. А.; T. A. Kuli-Zade; Кули-Заде Т. А.

doi:10.31857/S0040364423010052

Dynamics of Heat Fluxes in a Channel Area Heated by a Pulsed High-Current Discharge

Authors: Znamenskaya I.A.¹, Koroteeva E.Y.¹, Karnozova E.A.¹, Kuli-Zade T.A.¹
Affiliations:
1. Moscow State University
Issue: Vol 61, No 1 (2023)
Pages: 18-23
Section: Исследование плазмы
URL: https://journal-vniispk.ru/0040-3644/article/view/138605
DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364423010052
ID: 138605

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The dynamics of thermal fields of dielectric surfaces heated as a result of initiation of a pulsed high-current surface discharge (plasma sheet) was studied. A pulsed surface discharge sliding along the surface of a dielectric was generated on the upper (flat) and lower (with a ledge) walls of the discharge chamber with quartz windows. Sequential images of optical (nanosecond range) and infrared (millisecond range) radiation were obtained near a dielectric ledge in the shape of a rectangular parallelepiped with a size of 6 × 2 × 48 mm3. The time evolution of thermal radiation from surfaces was recorded with time-lapse photography in the infrared range at pressures from 65 to 290 Torr. It is shown that the cooling time of a plasma-heated region localized near the dielectric ledge can last up to 30 ms and significantly exceeds the cooling time of a flat upper wall heated by a discharge fairly uniformly distributed over the surface of the dielectric.

References

Стариковский А.Ю., Александров Н.Л. Управление газодинамическими потоками с помощью сверхбыстрого локального нагрева в сильнонеравновесной импульсной плазме // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 2. С. 126.
Голуб В.В., Савельев А.С., Сеченов В.А., Сон Э.Е., Терешонок Е.В. Плазменная аэродинамика в сверхзвуковом потоке газа // ТВТ. 2010. Т. 48. № 6. С. 948.
Аксенов В.С., Голуб В.В., Губин С.А., Савельев А.С., Сеченов В.А., Сон Э.Е. Сверхзвуковое обтекание воздухом профиля крыла при инициировании скользящего разряда на его поверхности // ТВТ. 2010. Т. 48. № 1 (доп.). С. 93.
Pescini E., Francioso L., De Giorgi M.G., Ficarella A. Investigation of a Micro Dielectric Barrier Discharge Plasma Actuator for Regional Aircraft Active Flow Control // J. IEEE Trans. Plasma Sci. 2015. V. 43. № 10. P. 3668.
Gilbart B., Dickenson A., Walsh J.L., Hasan M.I. Dominant Heating Mechanisms in a Surface Barrier Discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 2021. V. 54. P. 175202.
Казанский П.Н., Климов А.И., Моралев И.А. Управление воздушным потоком вблизи кругового цилиндра с помощью ВЧ-актуатора. Влияние параметров разряда на аэродинамическое сопротивление цилиндра // ТВТ. 2012. Т. 50. № 3. С. 346.
Zhou S., Su L., Shi T., Zheng T., Tong Y., Nie W., Che X., Zhao J. Experimental Study on the Diffusive Flame Stabilization Mechanism of Plasma Injector Driven by AC Dielectric Barrier Discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 2019. V. 52. P. 265202.
Khramtsov P.P., Penyazkov O.G., Grishchenko V.M., Doroshko M.V., Chernik M.Yu., Shikhet I.A. Diagnostics of Average Temperature Fields and Electron Densities in a Barrier Discharge Plasma in the Presence of Air Flow // J. Eng. Phys. Thermophys. 2009. V. 82. № 6. P. 1146.
Знаменская И.А., Мурсенкова И.В., Сысоев Н.Н. Экспериментальные исследования ударно-волновых процессов при импульсной ионизации поверхности канала в ударной трубе // ИФЖ. 2011. Т. 84. № 1. С. 32.
Баранов В.Ю., Боpисов В.М., Высикайло Ф.И., Христофоров О.Б. Исследование условий формирования однородного сильноточного скользящего разряда // ТВТ. 1984. Т. 22. № 4. С. 661.
Mursenkova I.V., Znamenskaya I.A., Lutsky A.E. Influence of Shock Waves from Plasma Actuators on Transonic and Supersonic Airflow // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. P. 105201.
Koroteeva E., Znamenskaya I., Orlov D., Sysoev N. Shock Wave Interaction with a Thermal Layer Produced by a Plasma Sheet Actuator // J. Phys. D: Appl. Phys. 2017. V. 50. № 8. P. 085204.
Аульченко С.М., Замураев В.П., Знаменская И.А., Калинина А.П., Орлов Д.М., Сысоев Н.Н. О возможности управления трансзвуковым обтеканием профилей с помощью подвода энергии на основе наносекундного разряда типа “плазменный лист” // ЖТФ. 2009. Т. 79. № 3. С. 17.
Tatarenkova D.I., Koroteeva E.Y., Kuli-zade T.A., Karnozova E.A., Znamenskaya I.A., Sysoev N.N. Pulsed Discharge-Induced High-Speed Flow near a Dielectric Ledge // J. Exp. Fluids. 2021. V. 62. № 7. P. 151.
Ombrello T., Blunck D.L., Resor M. Quantified Infrared Imaging of Ignition and Combustion in a Supersonic Flow // J. Exp. Fluids. 2016. V. 57. P. 140.
Esakov I.I., Ravaev A.A., Grachev L.P., Volobuev I.A. Plasma-Assisted Ignition in the Flow-Through Combustion Chamber // J. Problemele Energeticii Regionale. 2019. V. 3. № 44. P. 66.
Cai Z., Wang T., Sun M. Review of Cavity Ignition in Supersonic Flows // J. Acta Astronaut. 2019. V. 165. P. 268.