常压下预混甲烷和空气微波等离子体放电燃烧的实验研究

摘要：

开展了预混甲烷(CH4)和空气的微波等离子体放电燃烧实验,研究火焰余辉形态、光谱分布和温度特性随着微波功率、燃空当量比和轴向观测位置的变化规律.实验发现预混CH4/Air的稀薄燃烧极限当量比Φ=0.4;在微波等离子体放电时,当Φ＜0.4,以放电诱导的燃烧过程为主要特征,而当Φ≥ 0.4时,等离子体放电燃烧的中心区会明显收缩并逐渐出现丝状放电,这里低约化场强区的燃烧和高约化场强区的放电燃烧相互影响.利用发射光谱仪测得预混CH4/Air微波等离子体放电燃烧光谱的特征谱带,OH(A-X),NH(A-X)和CN(B-X),沿着轴向空间位置的强度分布和随着当量比的变化,发现了轴向上近余辉的等离子体放电燃烧区和远余辉的燃烧区,并通过分析CN(B-X)振转谱带的强度分布,计算得到振动与转动温度,发现以Φ=0.4为分界点形成两种不同的随当量比变化规律.最后,根据CH4扩散燃烧火焰、CH4/N2混合气体等离子体放电以及CH4/Air混合气体等离子体放电燃烧的发射光谱对比分析讨论了等离子体增强燃烧过程中的反应路径和机理.

关键词：大气压、微波等离子体、放电、甲烷

所属期刊栏目：72

分类号：TK421.2;TQ038;O437

在线出版日期：2023-08-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：159-171