甲烷DBD燃燒強(qiáng)化中CH光譜測(cè)量及其燃燒仿真研究.pdf

1、非平衡等離子體燃燒強(qiáng)化是指將燃料或燃料/空氣混合氣經(jīng)過(guò)放電區(qū)域，利用放電產(chǎn)生的非平衡等離子體的化學(xué)活性，改善燃料的點(diǎn)火性能，提高穩(wěn)定性、燃燒速度以及燃燒極限的一種新技術(shù)，是介質(zhì)阻擋放電的一個(gè)新應(yīng)用，在超音速燃燒和稀薄燃燒等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。關(guān)于這方面的研究近幾年才開始在國(guó)外見諸報(bào)導(dǎo)，對(duì)其燃燒效果和強(qiáng)化機(jī)制還處于實(shí)驗(yàn)探索階段，需要做的研究工作還有很多。
　　 本文首先利用同軸介質(zhì)阻擋放電結(jié)構(gòu)對(duì)甲烷以及甲烷/空氣混合氣進(jìn)行放電

2、，研究了介質(zhì)阻擋放電特性，用光譜儀測(cè)量了甲烷DBD 放電時(shí)的光譜。實(shí)驗(yàn)表明在放電區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了CH、H 粒子，CH 光譜強(qiáng)度隨放電電壓、頻率、放電區(qū)長(zhǎng)度的增加而增強(qiáng)，分析了這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明N2 對(duì)甲烷DBD 放電中的CH光譜強(qiáng)度增加有影響。
　　 然后將處理后的燃料與空氣混合、燃燒，分析了DBD 放電對(duì)燃燒火焰光譜及形態(tài)的影響。分析了燃燒火焰根部和中部?jī)?nèi)光譜以及火焰形態(tài)的變化趨勢(shì)，總結(jié)了放電頻率、電壓、混合方式等對(duì)

3、甲烷燃燒的影響規(guī)律。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們認(rèn)為：CH、H 可能是導(dǎo)致甲烷燃燒火焰變化的一個(gè)原因。
　　 為驗(yàn)證CH、H 對(duì)甲烷燃燒火焰產(chǎn)生的影響，在Fluent 里進(jìn)行了CH、H 對(duì)甲烷燃燒火焰影響的仿真計(jì)算。仿真結(jié)果表明，CH、H 可使燃燒火焰內(nèi)OH 粒子濃度增加，且OH 向噴嘴靠攏；燃燒火焰隨CH、H 粒子濃度增加向噴嘴靠近，并隨H 濃度增加可能產(chǎn)生回火現(xiàn)象。這些變化趨勢(shì)跟實(shí)驗(yàn)中CH、H與燃燒火焰的變化趨勢(shì)是相同的，證明了CH、