微波点火数值模拟与实验研究

发布时间：2024-06-28 06:01

　　随着能源危机和环境问题的日益突出,迫切需要加快内燃机节能减排的行业技术升级。在众多新技术中,稀薄燃烧不仅可以实现燃料的充分利用、降低发动机换气损失,同时也可减少污染物的排放。一般的点火技术在稀燃条件下面临失火或火焰传播速度低、点火不稳定等问题,而微波点火技术不仅能极大的提高稀燃条件下的燃烧稳定性和燃烧效率,同时还能有效拓展稀燃极限。因此微波点火技术研究对内燃机节能减排技术的发展意义深远。目前,关于微波谐振腔气体放电作用机理的研究尚不明朗。微波点火是微波火花塞谐振腔放电与等离子体间相互耦合作用的结果。基于微波火花塞结构和空气放电电离反应方程,本论文研究了微波信号参数变化时谐振腔空气放电中谐振腔和等离子体特性的变化。研究结果表明微波脉冲信号对火花塞放电影响的实验结果与数值模拟仿真结果基本一致,通过调节微波信号参数可以控制等离子体放电的作用范围。该研究不仅对理解微波火花塞等离子体放电耦合作用机理和脉冲微波输入信号的优化提供了重要指导,也为微波火花塞实用化研究奠定了基础。传统火花塞点火仅依靠火花电弧放电点燃可燃混合气,而微波点火除完成微波放电外也可实现燃烧助燃的作用。因此,微波点火不仅适用于内...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１等离子体的分类??

由带电粒子（电子、离子）和中性粒子（分子、原子）组成的整体呈电中性??的集合体称之为等离子体。等离子体中带电粒子可以与电场和磁场相互耦合，它??是不同于其它物质状态的物质第四种状态［２１＝２］。图１．１展示了等离子体的分类。??￣温等离子＃??温等离子４?Ｕ＋－ｎ．ｅ＊ｙ??＼?....

图１．２戊烷燃烧氧化过程中ＯＨ和ＣＨ２０的产生和消耗［２９］??

由带电粒子（电子、离子）和中性粒子（分子、原子）组成的整体呈电中性??的集合体称之为等离子体。等离子体中带电粒子可以与电场和磁场相互耦合，它??是不同于其它物质状态的物质第四种状态［２１＝２］。图１．１展示了等离子体的分类。??￣温等离子＃??温等离子４?Ｕ＋－ｎ．ｅ＊ｙ??＼?....

图１．３?ＡＰＴ公司研制的等离子体燃料喷嘴??

采用电弧放电等离子体射流点火技术来增加和提高发动机在高空中二次点火??的稳定性［３６］。??Ｉｇｏｒ?Ｍａｔｖｅｅｖ等人研发的等离子体燃料喷嘴（图１．３）主要应用在２ＭＷ燃气??轮机上，该等离子体燃料喷嘴具有以下优点［３７－３９］：??（１）

图１．４不同电压下的火焰形态变化Ｉ？１??玉［４３］ＣＨＨ

图１．４不同电压下的火焰形态变化Ｉ？１??华中科技大学的丁玉柱等人［４３］以甲烷离解的产物ＣＨ和Ｈ等对燃烧起强化??作用的关键活性物质为研究对象，研究了?ＤＢＤ放电中火焰形态变化（图１．４）和??甲烷放电光谱等燃烧特性的变化。通过对比分析放电气体分别为空气、甲烷和甲??烷－空气混....

本文编号：3996531