Теплообмен в дозвуковых струях диссоциированного азота: эксперимент на ВЧ-плазмотроне и численное моделирование

На индукционном плазмотроне ВГУ-4 проведены эксперименты по теплообмену в дозвуковых струях диссоциированного азота. Измерены тепловые потоки к поверхности меди, нержавеющей стали, никеля, графита и кварца в критической точке водоохлаждаемой цилиндрической модели с плоским торцом диаметром $20$ мм, а также скоростные напоры при давлении в барокамере $50$ гПа и мощности ВЧ-генератора $35$–$65$ кВт. В экспериментах продемонстрирован эффект влияния на тепловой поток каталитичности поверхности по отношению к рекомбинации атомов азота. Для условий экспериментов выполнено численное моделирование течений плазмы азота в разрядном канале плазмотрона и обтекания цилиндрической модели дозвуковыми струями диссоциированного азота. Проведено сравнение экспериментальных и расчетных данных по тепловым потокам к охлаждаемым поверхностям меди, нержавеющей стали, никеля, графита и кварца. Установлена количественная шкала каталитичности исследованных материалов по отношению к гетерогенной рекомбинации атомов азота.