激光誘導等離子體助燃技術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,具有非侵入式、助燃位置精確可控、能量利用率高等優(yōu)點,但其機理尚不明確。本文研究了激光誘導等離子體助燃的溫度和流場結構,對激光等離子體作用機制進行了分析。首先,介紹了激光誘導等離子體助燃的發(fā)展現狀,分析了流場結構和激光等離子體助燃的溫度時間演化特性的研究現狀,給出了基于紋影技術和發(fā)射光譜技術的流場結構和溫度測量方法,對OH和CH發(fā)射光譜擬合證明了譜線對于溫度測量的敏感性。其次,利用紋影技術研究了靜止空氣與高速空氣流中激光等離子體的流場結構,發(fā)現在靜止空氣中,激光等離子體作用后流場呈現沿與激光垂直方向上下對稱發(fā)展,沿激光入射反方向快速擴張的發(fā)展態(tài)勢;在高速空氣流中,空氣流速越高,激光等離子體流場結構沿氣流方向發(fā)展的程度越大,第三波瓣越難形成,更易被吹散。同時研究了甲烷擴散燃氣和CH4/N2/O2預混燃氣激光等離子體作用后的流場結構,分析不同條件下助燃所需重頻（流速23.6m/s的甲烷燃氣穩(wěn)燃所需最小激光重頻為133Hz）,發(fā)現初始火核的發(fā)展導致了火焰的形成。最后,采用Mckenna平面燃燒器對發(fā)射光譜測溫技術進行了... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

等離子體作用前后乙烷/空氣擴散火焰燃燒情況

的馬赫數 M=2，開始的空氣靜壓為 0.2 到 0.8 個的底部(如圖 1-2)。直流放電的功率在 1-10kW。圖 1-2 超音速氣流中等離子體助燃實驗原理圖[27]放電功率大于 1kW 時，氫氣乙烷混合燃氣開始燃燃料和空氣反應當量比大于 1 時，火焰在凹腔中實驗中，燃料的質量流量都很高，一直到 4g/s。

哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文園的高溫學會的 Leonov[27,28]研究了分離的電極間中產生的等離子體點燃注入凹腔的氫氣和乙烷混合流的馬赫數 M=2，開始的空氣靜壓為 0.2 到 0.8 個的底部(如圖 1-2)。直流放電的功率在 1-10kW。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]超聲速燃燒與高超聲速推進[J]. 俞剛,范學軍.  力學進展. 2013(05)

博士論文
[1]甲烷/空氣混合燃氣激光誘導等離子體點火研究[D]. 李曉暉.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]非平衡等離子體助燃低熱值氣體燃料的實驗研究[D]. 胡宏斌.中國科學院研究生院（工程熱物理研究所） 2011

碩士論文
[1]納秒脈沖激光誘導等離子體助燃實驗研究[D]. 劉倡.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]等離子體助燃CH4燃料的數值模擬和實驗研究[D]. 張浩.北京交通大學 2014



本文編號：3099883