Экспериментальное и численное исследования электрофизических свойств продуктов сгорания водорода в кислороде с присадками щелочных металлов

Представлены результаты экспериментальных и численных исследований электропроводности и подвижности электронов в продуктах сгорания водородно-кислородного топлива с присадками цезия или калий-натриевой эвтектики. Эксперименты проводились на модельной (расход – $0.9$ кг/с, тепловая мощность $N_\mathrm{T}\approx7$ МВт) и крупномасштабной макетной (расход $\approx12$ кг/с, $N_\mathrm{T}\approx150$ МВт) установках при давлениях в камере сгорания $2$–$6$ МПа, коэффициентах избытка окислителя $0.6$–$1.1$ и массовых долях присадки в горючем $0.3$–$0.9$ при числе Маха $\mathrm{М}\approx2.4$. Приводятся основные характеристики, конструктивные схемы и общий вид установок. При использовании цезия в качестве присадки экспериментальные значения электропроводности достигали $\sigma_\text{э}\approx20$ См/м, энергетического комплекса – $\sigma_\text{э} \nu^2\approx115$ См/м (км/с)$^2$ и подвижности электронов – $0.11$ Тл$^{-1}$ при давлении $\approx0.3$ МПа, температуре $\approx2800$ K и скорости потока $v\approx2500$ м/с. Для продуктов сгорания с присадкой $\mathrm{KNa}$-эвтектики при тех же условиях получено: $\sigma_\text{э}\approx9$ См/м, $\sigma_\text{э} \nu^2\approx65$ См/м (км/с)$^2$ и подвижность электронов – $0.09$ Тл$^{-1}$.