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基于激波风洞的超声速磁流体动力技术实验系统
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V211.745[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]空军工程大学航空等离子体动力学实验室,陕西西安710038
  • 相关基金:国家自然科学基金(10972236);空军工程大学研究生科技创新基金(DX2010102)
中文摘要:

开展磁流体(MHD)动力技术实验研究,实验系统必须满足两项基本的条件:一是超声速或高超声速气流;二是气流必须是导电流体。基于此,介绍了基于激波风洞的超声速磁流体动力技术实验系统的基本组成、设计思想和调试情况。设计了马赫数Ma=2的超声速喷管及实验段;采用氦气驱动氩气,在平衡接触面运行方式下得到高温气体,通过在低压段注入电离种子K2CO3粉末,实现高温条件下导电流体的产生。得到了以下结论:通过合适的设计激波管高低压段长度,实验时间为9ms左右;⑤区总温达到3500K以上,由于实验时间很短,采用有机玻璃加工的喷管及实验段不需要考虑冷却问题;Ma=2的超声速气流的电导率达到40S/m,采用电磁铁的情况下,当低压段压力p1=3kPa、长度L=0.2m、磁场强度B=2.0T时,磁作用数为0.174;采用永磁铁的情况下,当p1=1kPa、L=1m、B=0.5T时,磁作用数为0.164。利用本实验系统可以开展磁流体流动控制、磁流体发电和磁流体加速等基础实验研究。

英文摘要:

In order to perform magenetohydrodynamic (MHD) technical experiments, the experimental system needs to meet the following two conditions: one is supersonic or hypersonic flow; the other is that the flow must be conductivity. In this paper, basic composition, design methods, and debugging situation of a supersonic MHD technical experimental system based on shock tunnel are introduced. Mach number Ma = 2 supersonic nozzle and testing section are designed; helium is used to drive argon gas, equilibrium contact surface operating mode is used for getting high temperature gas, and the conductive gas is obtained by adding ionization seed K2CO2 powder to the driven section. The following results are obtained: the effective testing time is about 9 ms by adjusting the length of driver section and driven section; the temperature in the 5th zone reaches over 3 500 K; due to short-time running, cooling problem of the nozzle and working section can be ignored; the conductivity of Ma = 2 supersonic flow is 40 S/m, the magnetic interaction parameter Q is 0. 174 under the conditions of p1=3 kPa, L =0.2 m and B= 2.0 T realized by electromagnet, while Q is 0. 164 when p1 = 1 kPa, L = 1 m and B = 0.5 T using permanent magnet. This experimental system could be used to perform preliminary experimental researches such as MHD flow control, MHD power generation and MHD acceleration.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
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  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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