Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)НИР

The study of physical processes in gas and plasma vortices

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
14 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа: Проведено исследование массопереноса тороидальными вихрями (ТВ): плазменным ТВ (ПТВ) и кольцевыми вихрями. ТВ генерировались с помощью импульсного электрического плазмотрона и генераторов газового ТВ. Массоперенос ПТВ изучался методом регистрации спектра излучения плазмы в начальной стадии движения такого вихря и спектра поглощения – в поздней стадии. Для этого использовался ряд сильно излучающих спектральных линий ксенона, соответствующих переходам 6P–6S (5P–5S) возбужденного атома. Эти же переходы для холодного ксенона проявляются в виде спектральных линий поглощения, и поэтому рабочим газом плазмотрона был выбран именно этот газ. Показано, что захваченные в вихревое движение ионы, атомы, молекулы переносятся вихрем на значительно большее расстояние по сравнению с плазменным облаком - образованием без вихревого движения. Для исследования массопереноса кольцевыми вихрями в воздухе были выбраны метан, пропан и бутан из которых формировались ТВ. Получено, что горючая смесь, захваченная в вихревое движение при формировании ТВ, при дальнейшем его движении не теряется из его объема, сохраняя тороидальную форму. Газ, находящийся внутри вихря, сохраняется практически до конца его движения. В результате проведенной НИР экспериментально определены основные характеристики массопереноса плазменными и газовыми тороидальными вихрями, имеющие важное значение для практического применения ТВ.
15 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа: 1. За первое полугодие разработаны и созданы - генератор плазменного тороидального вихря (ПТВ) в воздухе, - экспериментальная установка для исследования процесса образования такого вихря. Также проведены испытания работы генератора вихря, экспериментальной установки и ди-агностического стенда. 2. За второе полугодие проведены опыты по изучению процесса образования ПТВ в возду-хе при атмосферном давлении. 3. В результате проведенного исследования процесса формирования ПТВ были установле-ны следующие новые закономерности: 1) ПТВ образуется при дозвуковом истечении осесимметричной импульсной плаз-менной струи – порции плазмы в воздух; 2) длина импульсной струи L должна удовлетворять условию: 2 rn ≤ L ≤ 15 rn (rn – радиус сопла плазмотрона); 3) длительность tu истечения импульсной струи должна быть не меньше характерного времени образования тороидальной спирали формирующегося вихряВ; 4) радиальное распределение скорости истечения импульсной струи на срезе сопла должно иметь колоколообразную форму; 5) механизм образования ПТВ заключается в торможении осесимметричной импульс-ной струи окружающей средой, создании ею индуцированного течения такой среды вокруг себя, а также в самосогласованном взаимодействии этой струи с этим индуцированным тече-нием; 6) Плазменный ТВ в воздухе имеет следующие аномальные свойства: вихрь проходит путь в 50800 раз больший и излучает в сотни раз дольше, чем облако плазмы такого же раз-мера, хотя они образуются из одной и той же плазменной струи одновременно. Причины та-ких свойств до сих пор не выяснены. В аномальных свойствах ПТВ и состоит его особенно-сти.
16 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа:
17 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа: На настоящем этапе работ для кольцевых вихрей в воздухе/воде и ПТВ рассмотрены условия возникновения неустойчивостей. Рассмотрение сил, действующих на ТВ и экспериментальных данных, полученных в ряде проведенных нами опытов, позволило получить следующее условие возникновения неустойчивости ТВ: > 70.
18 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа: Проведены экспериментальные и теоретические работы по исследованию динамики тороидальных вихрей (ТВ) в неоднородных средах. Получено ДУ движения центра масс ТВ, проведены расчеты для различных вариантов изменения плотности среды и сравнения результатов с экспериментальными данными, показавшие хорошее согласование с экспериментальными данными.
19 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа: Проведены экспериментальные и теоретические работы по исследованию динамики тороидальных вихрей (ТВ) в неоднородных средах. Получены некоторые гидродинамические критериальные числа, указывающие на возникновение неустойчивостей как в момент образования ПТВ, так и в процессе движения
20 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа: На данном этапе работ проведены экспериментальные и теоретические работы по исследованию математических моделей гиперболического и негиперболического хаоса в целях применения их в исследовании динамики тороидальных вихрей в фазе неустойчивого поведения. Было показано, что предложенная система может быть использована для изучения тороидальных вихревых процессов.
21 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа:
22 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа:
23 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа:
24 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа:
25 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Исследование физических процессов в вихрях (газовых, плазменных)
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".