甲烷燃气激光诱导等离子体助燃研究

发布时间：2021-03-25 15:07

　　激光诱导等离子体助燃技术是一种提高燃料的贫燃极限和火焰稳定性的新型助燃技术,具有非侵入式、助燃位置精确可控、能量利用率高等优点,但其机理尚不明确。本文研究了激光诱导等离子体助燃的温度和流场结构,对激光等离子体作用机制进行了分析。首先,介绍了激光诱导等离子体助燃的发展现状,分析了流场结构和激光等离子体助燃的温度时间演化特性的研究现状,给出了基于纹影技术和发射光谱技术的流场结构和温度测量方法,对OH和CH发射光谱拟合证明了谱线对于温度测量的敏感性。其次,利用纹影技术研究了静止空气与高速空气流中激光等离子体的流场结构,发现在静止空气中,激光等离子体作用后流场呈现沿与激光垂直方向上下对称发展,沿激光入射反方向快速扩张的发展态势;在高速空气流中,空气流速越高,激光等离子体流场结构沿气流方向发展的程度越大,第三波瓣越难形成,更易被吹散。同时研究了甲烷扩散燃气和CH4/N2/O2预混燃气激光等离子体作用后的流场结构,分析不同条件下助燃所需重频（流速23.6m/s的甲烷燃气稳燃所需最小激光重频为133Hz）,发现初始火核的发展导致了火焰的形成。最后,采用Mckenna平面燃烧器对发射光谱测温技术进行了... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

等离子体作用前后乙烷/空气扩散火焰燃烧情况

的马赫数 M=2，开始的空气静压为 0.2 到 0.8 个的底部(如图 1-2)。直流放电的功率在 1-10kW。图 1-2 超音速气流中等离子体助燃实验原理图[27]放电功率大于 1kW 时，氢气乙烷混合燃气开始燃燃料和空气反应当量比大于 1 时，火焰在凹腔中实验中，燃料的质量流量都很高，一直到 4g/s。

哈尔滨工业大学硕士学位论文园的高温学会的 Leonov[27,28]研究了分离的电极间中产生的等离子体点燃注入凹腔的氢气和乙烷混合流的马赫数 M=2，开始的空气静压为 0.2 到 0.8 个的底部(如图 1-2)。直流放电的功率在 1-10kW。

【参考文献】：
期刊论文
[1]超声速燃烧与高超声速推进[J]. 俞刚,范学军.  力学进展. 2013(05)

博士论文
[1]甲烷/空气混合燃气激光诱导等离子体点火研究[D]. 李晓晖.哈尔滨工业大学 2014
[2]非平衡等离子体助燃低热值气体燃料的实验研究[D]. 胡宏斌.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011

硕士论文
[1]纳秒脉冲激光诱导等离子体助燃实验研究[D]. 刘倡.哈尔滨工业大学 2014
[2]等离子体助燃CH4燃料的数值模拟和实验研究[D]. 张浩.北京交通大学 2014



本文编号：3099883