Аннотация:На индукционном плазмотроне ВГУ-4 проведены эксперименты по теплообмену в недорасширенных сверхзвуковых струях высокоэнтальпийного азота. Для условий экспериментов в сверхзвуковых режимах численным методом выполнено моделирование течений плазмы азота в разрядном канале плазмотрона и обтекания недорасширенными струями цилиндрической модели с плоским торцом. Проведено сравнение экспериментальных и расчетных данных по давлениям торможения и тепловым потокам к охлаждаемым поверхностям металлов, графита и кварца. Экспериментально продемонстрирован эффект сильного влияния каталитической рекомбинации атомов азота на тепловой поток к охлаждаемой поверхности. Тепловой поток к высококаталитичным поверхностям меди и нержавеющей стали в четыре раза превышает тепловой поток к поверхности кварца. Установлена качественная каталитическая шкала материалов по отношению к гетерогенной рекомбинации атомов N: медь ~ нержавеющая сталь > графит > кварц.
Экспериментальные и расчетные данные по тепловым потокам к высоко каталитическим холодным поверхностям и давлению в точке торможения на цилиндрической модели с плоским носком в первой сверхзвуковой зоне недорасширенной струи диссоциированного азота удовлетворительно согласуются.