Экспериментальные и численные исследования плазмы продуктов сгорания пиротехнического горючего в воздухе

Представлены результаты экспериментальных и численных исследований плазмы продуктов сгорания пиротехнического горючего [$(64-69\%)\mathrm{Mg}+(35-30\%)\mathrm{KNO}_3+1\%$ технологических добавок] в воздухе при значениях коэффициента избытка окислителя $\alpha$ в диапазоне $0.8$–$1.1$ и различных условиях в камере сгорания и МГД-канале. Проведен анализ и дано обоснование выбора оптимальной рецептуры пиротехнического горючего для экспериментов. Приведены конструктивная схема, описание экспериментальной МГД-установки "Памир-0-КТ". Время работы МГД-установки составляло $3.6$ с, расход продуктов сгорания около $2$ кг/с при давлении в генераторе плазмы $p_K\approx4$ МПа. Наибольшее значение средней по сечению МГД-канала электропроводности плазмы $\approx23$ См/м при подвижности электронов $\approx0.45$ Тл$^{-1}$ получено для состава пиротехнического горючего $64\%\mathrm{Mg}+35\%\mathrm{KNO}_3$ при $\alpha= 0.96$, давлении $0.08$ МПа, температуре $2700$ K, скорости потока $1900$ м/с. Численно показано, что величина электропроводности $\sigma_0$ в ядре потока составляла не менее $50$ См/м. Определены зависимости приэлектродных падений напряжения от плотности тока. Установлена возможность неконтрагированного протекания тока на поверхность "холодного" ($\approx800$ K) электрода при средних плотностях тока до $3\times10^4$ А/м$^2$ и $\alpha\approx0.9$.