Прикладная физика

Методом Particle Image Velocimetry (PIV) с высокими пространственным и временным разрешениями исследовано формирование и эволюция течения в воде с проводимостью 5 мкСм/см вблизи электрода под действием импульса напряжения микросекундной длительности. Движение воды на ранних временах после подачи импульса (от 2 мкс) происходит от поверхности иглы. Тонкая струя у кромки цилиндра, направленная по диагонали от поверхности, появляется около 64 мкс. Вовлечение в нее жидкости
из-под торца, приводит к развороту течения и формированию одного из нескольких сопутствующих струе вихрей. Результаты моделирования согласуются с наблюдаемой картиной течения и позволяют сделать выводы о распределении силы, действующей со стороны электрического поля, и результирующего давления в жидкости. Наличие области, в которой вектор силы меняет направление, приводит к смещению струи от своего первоначального направления в сторону под торец. Рассчитанные размеры и положение вихря с разумной точностью совпадают с зафиксированными в эксперименте.
 

Приведены экспериментальные данные обтекания и разрушения вольфрамового
стержня плазменной струей из щелевого выходного отверстия плазмотрона посто-
янного тока. Предложена методика оптической онлайн-диагностики изменения фор-
мы и объема обтекаемого образца на основе теневого метода с лазерной подсветкой.
За время эксперимента 100 с на боковой (цилиндрической) поверхности стержня диа-
метром 2 мм сформировалась выраженная эрозия, а его масса уменьшилась на 0,2 г при
обтекании плазмой из аргона (расход 2 г/с, среднемассовая скорость около 140 м/с, ток
150 А, напряжение 44 В). Контрольное измерение массы на точных весах показало хо-
рошее совпадение результата обработки изображений с истинным значением.
С помощью предложенного метода показана динамика изменения массы вольфрамо-
вого стержня за время эксперимента.