【摘 要】
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等离子体强化燃烧技术是当前国际上等离子体科学研究领域的重要探索热点之一。本文基于航空发动机高空二次点火困难的实际问题,提出了介质阻挡+滑动弧双模式放电激励航空燃料燃烧的解决方案。本文设计出双模式放电助燃+点火激励器,并对双模式放电对燃料的激励作用进行了研究。首先在不同试验工况下进行了介质阻挡放电激励LNG燃料试验。使用玻尔兹曼斜率法对电子激发温度、等离子体分子振动温度、气体温度等参数进行了计算;利
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（51509035,51676132）； 航空动力基金（6141B090540）；
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等离子体强化燃烧技术是当前国际上等离子体科学研究领域的重要探索热点之一。本文基于航空发动机高空二次点火困难的实际问题,提出了介质阻挡+滑动弧双模式放电激励航空燃料燃烧的解决方案。本文设计出双模式放电助燃+点火激励器,并对双模式放电对燃料的激励作用进行了研究。首先在不同试验工况下进行了介质阻挡放电激励LNG燃料试验。使用玻尔兹曼斜率法对电子激发温度、等离子体分子振动温度、气体温度等参数进行了计算;利用ArI原子696nm谱线的Stark展宽效应对等离子体电子密度进行了计算。结果发现,增大掺混体积流量比可有效的提升甲烷的脱氢率,同时发现介质阻挡放电在贫燃状态下对甲烷的激励效果要优于富燃条件下的激励效果。其次,使用三维旋转滑动弧放电结构,进行了 LNG燃料的点火试验。采用发射光谱法+电化学法+高速摄影法相结合的测试手段,重点研究了燃烧火焰物理形态、火焰发射光谱、电压电流特性等参数。结果表明,只有在掺混体积流量比为1:30时滑动弧放电激励效果最佳,而随着当量比的增加火焰光谱强度及火焰温度均有所增加。最后,以上述试验数据为依据设计了双模式放电助燃+点火激励器,并对双模式放电激励LNG燃烧进行了初步探索。对比了双模式放电与单纯滑动弧放电的激励效果,结果表明,在贫燃条件下双模式激励效果要优于单纯滑动弧放电,而在富燃条件下二者的激励效果基本相同。
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