Diagnóstico de un Jet Plasma Térmico de Nitrógeno usando la técnica Schlieren Cuantitativa

JUAN CAMILO CHAMORRO GARCÉS; LEANDRO PREVOSTO; EZEQUIEL CEJAS

Congreso; XV Reunión de fluidos y sus aplicaciones (FLUIDOS 2018); 2018

En este trabajo se reporta una interpretación cuantitativa de la técnica schlieren aplicada en el diagnóstico de un jet de plasma térmico de nitrógeno generado por una antorcha de arco no-transferido operando en el modo restrike (con un flujo de gas de 25 Nl/min y una potencia nominal de 15 kW) y descargando en aire ambiente. En esta investigación se empleó un sistema schlieren tipo-Z compuesto por dos espejos parabólicos. La técnica permitió inferir los valores temporalmente promediados de temperatura y de densidad de las diferentes especies que componen el plasma en un amplio rango de distancias radiales y axiales. Para el cálculo del índice de refracción del plasma fue tenida en cuenta la desviación desde el equilibrio cinético, manteniendo la consideración de equilibrio químico local. Los resultados muestran que el equilibrio cinético se cumple para una distancia axial de 3,5 mm desde la salida de la tobera (con valores de temperatura del gas y de temperatura electrónica de 11000 K).Sin embargo notables desviaciones desde el equilibrio cinético aparecen hacia los bordes del jet. Por otra parte en el campo lejano del jet plasma también fueron encontradas marcadas desviaciones desde el equilibrio cinético con una temperatura electrónica muy alta ( 10000 K a 30 mm de la salida de la tobera) y bien desacoplada de la temperatura del gas (7000 K en la misma distancia). Los resultados obtenidos en este trabajo tienen un acuerdo razonable con resultados previamente reportados usando una sonda doble rotante para el diagnóstico de lamisma antorcha.