An experimental study was conducted to investigate the thermal fields in the boundary layer along the wall of a gas-dynamic channel near a rectangular insert. The study focused on conditions following the passage of a shock wave and during the initiation of a pulsed surface discharge in the flow. The heating and cooling dynamics of the region affected by the pulsed sliding discharge along the dielectric surface in the flow separation zone were examined. Registration of the radiation of the channel walls in the range of 1.5–5.1 µm was carried out through the side windows of the test (discharge) chamber of the shock tube, transparent both for the thermal radiation of the walls and for the visible radiation of the discharge. It is shown that the cooling of the insert region, heated by a localized nanosecond discharge in the leeward zone, occurs in less than a millisecond; on the shock-heated surface of the channel in the windward zone of the insert, cooling occurs in several milliseconds. The study measured radiative, conductive and convective components of heat fluxes in various supersonic flow configurations. The experiments were conducted in the range of shock wave Mach numbers M=2-4 and high-speed flows behind them, respectively, with Mach numbers M=1.1-1.4.
surface sliding discharge, plasma localization, thermal fields, infrared thermography, shock waves.
Проведено экспериментальное исследование тепловых полей в пограничном слое на стенке газодинамического канала около прямоугольной вставки после прохода ударной волны и при инициировании импульсного приповерхностного разряда в потоке. Исследован процесс нагрева и остывания зоны локализации импульсного скользящего по поверхности диэлектрика разряда в области отрыва потока. Регистрация излучения стенок канала в диапазоне 1.5–5.1 µm велась через боковые окна рабочей (разрядной) камеры ударной трубы, прозрачные как для теплового излучения стенок, так и для видимого излучения разряда. Показано, что остывание нагретой локализованным наносекундным разрядом области вставки в подветренной зоне происходит за время менее миллисекунды; на ударно-нагретой поверхности канала в наветренной зоне перед вставкой остывание происходит за несколько миллисекунд. Регистрировались излучательная, теплопроводностная, конвективная составляющие тепловых потоков в различных конфигурациях сверхзвуковых течений. Эксперименты проведены в диапазоне чисел Маха ударных волн M=2-4 и высокоскоростных потоков за ними соответственно с числами Маха M=1.1-1.4.
поверхностный скользящий разряд, локализация плазмы, тепловые поля, инфра-красная термография, ударные волны
