Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 399-403 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:01978001308039900

Experiments on radiative cooling of a shock-heated gas

S.P. Vaguin¹, Yu. A. Yacobi¹, V.V. Yakovlev¹ et R.I. Soloukhin<sup>2

1</sup>  Institute for Pure and Applied Mechanics, USSR Academy of Sciences, Novosibirsk, USSR
²  Heat and Mass Transfer Institute, BSSR Academy of Sciences, Minsk, USSR

Abstract
The paper describes shock-tube data on radiative cooling of an argon plasma, the electron density gradient, dne/dx, being a good indicator of the radiation lost by a shock-heated gas. The electron density profiles were obtained interferometrically with the use of an infrared light source (10.6 μ). The experimental results have shown that close to the end of the ionization relaxation zone, the measured electron densities and temperatures agree fairly well with the equilibrium calculations. This is an indication that the radiation yield has a weak effect in the relaxation zone and that the radiative losses in the equilibrium flow region should be taken into account. The measured losses are shown to be far in excess of those calculated for the continuum transparent throughout the whole spectral range, which is indicative of the discrete line radiation to be mainly responsible for the radiative losses.

Résumé
On passe en revue les résultats des études du refroidissement d'un plasma d'argon par pertes radiatives dans un tube à choc. Le gradient de densité électronique, dne/dx, est utilisé comme paramètre pour déterminer les pertes radiatives du gaz réchauffé par une onde de choc. La distribution spatiale de la densité électronique est déterminée par une méthode interférométrique en utilisant une source de lumière infrarouge (10,6 μ). Ces études montrent qu'à l'extrémité de la zone où l'ionisation est faible, les valeurs mesurées de densité électronique et de température de gaz coincident avec les données calculées à l'équilibre. Cela signifie que le rayonnement dans cette zone est faible et qu'en général, le refroidissement par pertes radiatives se situe dans la région d'écoulement à l'équilibre. La mesure des pertes radiatives montre que ces pertes dépassent considérablement les valeurs calculées pour le continuum transparent dans tout le domaine spectral et que l'émission sur des raies discrètes est la cause principale des pertes.

PACS
5225P - Emission, absorption, and scattering of radiation in plasma.
5235T - Shock waves in plasma.
5270K - Optical ultraviolet, visible, infrared plasma diagnostic techniques.

Key words
argon -- plasma diagnostics by laser beam -- plasma shock waves -- radiative cooling -- electron density gradient -- electron density profiles -- discrete line radiation -- radiative losses -- shock tube data -- shock heated gas -- Ar plasma