第1495章 霍爾效應(2/2)
「電極兩端檢測到電勢差!」王睿幾乎從座位上跳起來,眼鏡因為劇烈動作而滑到鼻尖,又在下一個瞬間被推了回去,「±150V!感應電流5A。」
他的聲音有些變形,好在仍然維持著清晰。
控制室內爆發出被刻意壓低的歡呼,但常浩南很快抬手示意大家安靜:
「焓提取率和發電效率?」
李敏早就把自己剛才的提問拋之腦後,飛快地計算之後回答道:
「08%和6%。」她的眼睛發亮,「雖然不高,但證明了原理可行!」
隨後又調出能量平衡圖表,「看這個,MHD通道吸收了約3%的來流動能,這部分能量損失反而使進氣道激波系更加穩定了。」
她沒有再說更多,但很明顯,這個結果跟之前常浩南的設計高度吻合。
「繼續測試,馬赫數0。」後者停頓了一下,「不過在那之前,先給支撐架做個全面檢查,特別是前緣固定點。」
接下來的幾個小時裡,團隊一鼓作氣完成了馬赫數0、5、0和5的四組測試。
隨著速度的提升,風洞轟鳴聲越來越像野獸的咆哮,控制室內的溫度也因設備滿負荷運轉而逐漸升高。
技術人員不得不打開備用空調,但冷氣很快就被電子設備散發的熱量抵消。
「馬赫數0,氣體電導率34 mho/m……焓提取率31%,發電效率2%……」顯示屏上,代表等離子體密度的等高線圖已經變成了鮮艷的紅色。
「馬赫數5,氣體電導率72 mho/m……焓提取率53%,發電效率7%……」這次是刑牧春在報數據,他站在李敏身後,手裡拿著一杯已經涼了的濃茶,「發電通道推力達到147N,開始對整體氣動特性產生可測量的影響。」
所有人都喜上眉梢,似乎已經做好了迎接最後成功的準備。
然而,所有人都沒能料到的異變發生——
當測試來到馬赫數0時,情況開始變得奇怪。
「氣體電導率65 mho/m,但是……」李敏皺起眉頭,她反覆核對著數據,「焓提取率55%,發電效率9%……這不大對勁,電導率接近翻倍,但發電功率只增加了不到5%。」
刑牧春立即察覺異常:「發電效率開始下降了?」
他快步走到主控台前,調出前幾次測試的數據對比圖:「看這個趨勢,超過5後,效率增長就開始放緩。」
常浩南的目光在幾組數據間快速切換,他注意到了一些更細微的變化,只是僅靠一組數據無法總結成規律。
他轉向操作員,「繼續,馬赫數5,但密切監控相關安全參數,隨時準備中止測試。」
最高速度測試的結果更加令人不解。
在監控畫面上,可以看到「凌霄-1改」表面有幾處隔熱瓦開始脫落,在高速氣流中瞬間化為無數閃亮的碎片。
「氣體電導率飆升至43 mho/m,但發電功率幾乎停滯不前。」李敏的聲音中充滿困惑,「……焓提取率57%,還在保持升高,但發電效率驟降到了3%。」
刑牧春搖頭,調出不同截面的電流密度分布圖:「電導率差不多是呈指數增長,但發電功率卻停滯了……肯定有什麼我們沒考慮到的重要因素在起作用。」
常浩南沉思片刻,他的目光在結構監測數據和性能曲線之間來回移動:「先做幾組中間速度的測試,馬赫數0、5、5和0。」他轉向團隊,「我們需要更精確地定位這個效率下降的拐點。」
隨著更多數據的積累,異常趨勢越發明顯。當馬赫數超過5後,儘管氣體電導率持續飆升,但發電效率和推力都開始緩慢下降。最令人費解的是,這種下降並非線性,而是在某個狹窄的速度區間內突然發生。
「見鬼,這完全不符合理論模型。」王睿抓著自己已經亂成鳥窩的頭髮,「按照計算,MHD發電功率應該與電導率和速度平方成正比才對。」
這位年輕工程師自從加入力學所之後就跟著常浩南和姜宗霖一起工作,一路順風的同時也少了很多科研過程中所必須的失敗磨鍊。
「我有個想法。」刑牧春突然用手指敲了下桌子,「凌霄-1的直徑太小了,只有5米。在這樣的尺度下,除了軸向以外,徑向的端部效應也會變得非常明顯。」
說話間,他起身來到那塊白板旁邊,在上面畫了一個簡單的示意圖:
「可能會產生半迴路的返迴路徑電流,從而干擾到MHD發電機的工作。」
在第一個人提出設想之後,眾人的思考便有了方向。
「理論上說得通。」常浩南最先給出反饋,「但定量層面還差點意思……」
隨後,又是一陣沉默。
幾分鐘後,他終於再一次有所行動——
調出測試日誌,並在電腦上快速繪製出了MHD發電機流道縱截面上的電場線分布圖。
當圖像顯示在大屏幕上時,所有人都看清楚了:
電流線明顯向下游偏轉並向中心收縮,形成一種螺旋狀的扭曲模式。
「霍爾效應!」李敏率先捕捉到其中的關鍵。
「沒錯。」常浩南緩步來到屏幕前,指著那些扭曲的場線,「而且摻雜了端部效應造成的返迴路徑電流影響。」
緊接著,他用雷射筆在屏幕上劃出一道軌跡:
「看這裡,電流線在靠近壁面處發生偏轉,這不僅會讓有效發電區域減小,還會導致等離子體在通道內形成旋轉流動,進一步降低發電效率。」