Colloque

Diagnostic d'un jet de plasma H.F. supersonique par sonde enthalpique, Schlieren et caméra haute vitesse

Valérie Léveillé

Denis Gravelle

Membre a labase

Valérie Léveillé

Résumé du colloque

Les plasmas H.F supersoniques servent à la synthèse de poudres, récemment de nanopoudres et, depuis des années, à simuler les conditions du retour des navettes spatiales dans l’atmosphère terrestre. Étant donné la structure complexe du jet supersonique, ce projet de maîtrise utilise des instruments complémentaires de diagnostic. Le plasma étudié est généré par une torche inductive PL-35 munie de buses Laval convergente-divergentes amenant des conditions supersoniques d’écoulement de Mach 2 à Mach 5. La puissance nominale du générateur est de 20 kW, la pression de chambre varie de 1.5 à 10 kPa et le gaz plasmagène est de l’argon avec un débit de 60 slpm. La sonde enthalpique permet l’observation, avec une bonne résolution spatiale, de mesures relatives, locales et simultanées de l’enthalpie, la température, la vitesse et le nombre de Mach de l’écoulement. Les calculs reliés à cet instrument nécessitent l’hypothèse que la pression statique du jet de plasma égale celle de la chambre. Une utilisation ingénieuse de cette sonde vérifie cette hypothèse. La caméra haute vitesse permet l’observation, avec une bonne résolution temporelle, de la stabilité du jet de plasma. Le jet est généralement stable et cette stabilité s’accroît avec le débit de gaz central et la pression de chambre. La photographie de la position et de l’angle de l’onde de choc créée par l’insertion de la sonde enthalpique dans le jet de plasma permet de déterminer le nombre de Mach de l’écoulement. La méthode de visualisation Schlieren consiste à détecter les gradients d’indice de réfraction du jet de plasma et de les rendre observables sous la forme de contrastes de luminosité dans l’image du jet de plasma. Cette méthode devant être optimisée, ces limites, résultats et solutions d’optimisation seront présentés. Les résultats de cette maîtrise réalisés par sonde enthapique, par caméra haute vitesse et par Schlieren tels le nombre de Mach, la pression statique, la position et l’angle des ondes de choc et la stabilité temporelle du jet de plasma permettent de mieux caractériser le jet de plasma H.F. supersonique.

Contexte

Section :

Science et ingénierie des plasmas

Thème du colloque :

Science et ingénierie des plasmas

Hôte : Université du Québec à Rimouski

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