甲烷燃?xì)饧す庹T導(dǎo)等離子體助燃研究.pdf

1、激光誘導(dǎo)等離子體助燃技術(shù)是一種提高燃料的貧燃極限和火焰穩(wěn)定性的新型助燃技術(shù)，具有非侵入式、助燃位置精確可控、能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)，但其機(jī)理尚不明確。本文研究了激光誘導(dǎo)等離子體助燃的溫度和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)激光等離子體作用機(jī)制進(jìn)行了分析。
　　首先，介紹了激光誘導(dǎo)等離子體助燃的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和激光等離子體助燃的溫度時(shí)間演化特性的研究現(xiàn)狀，給出了基于紋影技術(shù)和發(fā)射光譜技術(shù)的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和溫度測(cè)量方法，對(duì) OH和CH發(fā)射光譜擬合證明了譜線

2、對(duì)于溫度測(cè)量的敏感性。
　　其次，利用紋影技術(shù)研究了靜止空氣與高速空氣流中激光等離子體的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在靜止空氣中，激光等離子體作用后流場(chǎng)呈現(xiàn)沿與激光垂直方向上下對(duì)稱發(fā)展，沿激光入射反方向快速擴(kuò)張的發(fā)展態(tài)勢(shì)；在高速空氣流中，空氣流速越高，激光等離子體流場(chǎng)結(jié)構(gòu)沿氣流方向發(fā)展的程度越大，第三波瓣越難形成，更易被吹散。同時(shí)研究了甲烷擴(kuò)散燃?xì)夂虲H4/N2/O2預(yù)混燃?xì)饧す獾入x子體作用后的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，分析不同條件下助燃所需重頻（流速23.6

3、m/s的甲烷燃?xì)夥€(wěn)燃所需最小激光重頻為133Hz），發(fā)現(xiàn)初始火核的發(fā)展導(dǎo)致了火焰的形成。
　　最后，采用Mckenna平面燃燒器對(duì)發(fā)射光譜測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了該技術(shù)的正確性。通過(guò)對(duì) CH發(fā)射光譜擬合獲得了CH4/N2/O2預(yù)混燃?xì)饧す獾入x子體助燃火核溫度的時(shí)間演化特性，發(fā)現(xiàn)激光等離子體作用后溫度可達(dá)3000K±300K，該溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行有著促進(jìn)作用，說(shuō)明熱效應(yīng)在激光等離子體助燃中發(fā)揮著重要作用。本文的研究成果對(duì)于明確激