【摘 要】
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目前国内开展的高超声速飞行器地面模拟试验,尤其是较大尺度的高焓试验大部分在燃烧加热风洞中进行.实验中气流温度在喷管的膨胀加速过程中快速降低,可能导致多余的水蒸气发生急剧凝结,这一强非定常过程会带来试验流场参数的改变.为了考察水蒸气的凝结过程,本文设计了一套模拟非定常凝结过程的实验装置,通过机械阀门的调节实现不同的时间尺度,对应不同尺寸风洞中的膨胀过程.搭建了可调谐半导体激光器吸收光谱技术结合压力、
【机 构】
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中国科学技术大学近代力学系,合肥230027 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,合肥23002
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目前国内开展的高超声速飞行器地面模拟试验,尤其是较大尺度的高焓试验大部分在燃烧加热风洞中进行.实验中气流温度在喷管的膨胀加速过程中快速降低,可能导致多余的水蒸气发生急剧凝结,这一强非定常过程会带来试验流场参数的改变.为了考察水蒸气的凝结过程,本文设计了一套模拟非定常凝结过程的实验装置,通过机械阀门的调节实现不同的时间尺度,对应不同尺寸风洞中的膨胀过程.搭建了可调谐半导体激光器吸收光谱技术结合压力、片光测量的诊断方法,实现了凝结过程的实验观测.通过TDLAS测量得到不同时间尺度下水蒸气凝结过程中水蒸气含量和温度随时间的变化,结合压力和片光测量结果进行了综合分析,结果表明:对于不同膨胀时间尺度而言,凝结过程中温度变化趋势均为先下降后上升,水蒸气均在温度趋势出现改变的拐点之前开始凝结,但随着膨胀时间尺度增加,温度变化的拐点值逐渐降低.
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