低温等离子体辅助燃烧的研究进展、关键问题及展望

摘要：

利用低温放电等离子体在各种极限条件下实现快速点火,稳定燃烧和提高燃烧效率减小对环境的污染是近年来等离子体应用研究的热点之一.基于相关研究现状,归纳了低温等离子体辅助燃烧的机理,从实验研究、仿真计算、ns重频脉冲电源研制等各方面,介绍并讨论了这些研究的进展.目前一般认为等离子体化学反应产生的活性基团和气流温升是提高燃烧效率的主要因素,尤其是氧原子对燃烧过程影响较大.作为物质第四态的等离子体具有快速的热效应、比较高的自由电子能量和一些长寿命激发态粒子,且在放电过程中等离子体对流场的影响会改变气体的输运特性.这些共同因素的作用使得燃料气体的电离及输运时间缩短,能够有效降低点火温度,提高燃烧效率,拓展燃烧极限.在实验研究方面,介绍了各研究机构独特的燃烧器设计方案和相关参数,分析了不同电极结构和放电形式对燃烧的影响.最后提出在未来的研究中,应重点关注的问题包括:流动环境下大气压均匀等离子体的产生;大气压低温等离子体的非介入式测量与诊断;等离子体辅助燃烧的建模与仿真;等离子体激发电源的研制.

关键词：低温等离子体、等离子体辅助燃烧、超音速气流点火、介质阻挡放电、光谱诊断、层流燃烧

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分类号：TQ3;TK4

资助基金：国家杰出青年科学基金51125029;国家自然科学基金51477135,51221005;中央高校基本科研业务费专项资金xjj2013086;陕西省自然科学基础研究计划项目2014JQ7254.Project supported by China National Funds for Distinguished Young Scientists51125029;National Natural Science Foundation of China51477135,51221005;the Fundamental Research Funds for the Central Universitiesxjj2013086;Natural Science Basic Research Plan in Shaanxi Province of China2014JQ7254

在线出版日期：2015-07-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2073-2083