بررسی تجربی مشخصات عملکردی یک رانشگر پلاسمایی تخلیه مانع دی‌الکتریک برای کاربردهای پیشرانشی

در این پژوهش، جریان کانال ناشی از پلاسمای تخلیه مانع دی الکتریک برای استفاده به عنوان رانشگر در کاربردهای پیشرانشی پیشنهاد شده و به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. اندازه گیری های مقادیر نیروی پیشران و توان مصرفی به ازای مقادیر مختلف ضخامت مانع دی الکتریک و طول الکترودها انجام شده است. داده های مربوط به پارامترهای مذکور که برای کمی سازی اثر ولتاژ اعمالی بر روی پارامتر کارآیی رانشگر مورد استفاده قرار گرفته، نشان دهندۀ شکل قله ای برای منحنی های کارآیی با مقدار بیشینۀ 0/19 میلی نیوتن بر وات در نقطه ی پیک منحنی می باشد. همچنین، یک تحلیل مبتنی بر قانون توانی برای استخراج روابط بین پارامتر کارایی، نیروی پیشران و توان مصرفی برحسب ولتاژ اعمالی رانشگر ارائه شده است. بر اساس این تحلیل مشخص شد که توان مصرفی رانشگر با ولتاژ اعمالی به توان 4 متناسب بوده و نیروی پیشران نیز در رژیم های برافروختگی و رگه ای به ترتیب تابعی از کمیت مذکور با مرتبه 5/8 و 2/2 می باشد. در نهایت نشان داده شد که پارامتر کارآیی در رژیم های برافروختگی و رگه ای تابعیت توان مصرفی از مرتبه 0/5 و 0/5- را دارد.

experimental performance characterization of a dielectric barrier discharge plasma thruster for propulsion applications

in this research, the dielectric barrier discharge plasma driven channel flow has been proposed for use as a thruster in the propulsion’s applictions and has been experimentally studied. measurments of the thrust and consumed power with different values of barrier thicknesses and electrodes’ lenghths have been performed. the data of the mentioned parameters have been taken in order to quantify the effects of operating voltage on the effectiveness parameter of thruster, showing a peak-shaped profile for the effectiveness with maximum value of 0.19 mn/w at the profile summit. also, a power law analysis has been used to derive relationships for the effectiveness, thrust and consumed power in terms of the applied voltage. it has been found that the thruster’s power is proportional to the voltage with exponent of 4, and the thrust is function of voltage with exponent of 5,8 and 2,2 for the glow and filamentary regimes, respectively. finally, it has been shown that the effectiveness can be correlated to consumed power with exponent of 0.5 and -0.5 for the glow and filamentary regimes, respectively.