高速气流条件下纳秒脉冲滑动放电模式及辅助燃烧应用研究

基本信息
批准号:51477164
项目类别:面上项目
资助金额:93.00
负责人:章程
学科分类:
依托单位:中国科学院电工研究所
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙广生,赵莹,杨文晋,牛铮,周杨,顾建伟
关键词:
纳秒脉冲滑动放电辅助燃烧高速气流放电模式
结项摘要

Plasma-assisted combustion was an important problem in combustion studies. Non-equivalent plasmas not only could heat the gas flow , but also provide a large quantity of chemical active particles for reaction,thus becomeing a leading-edgy hot spot of interdisciplines between plasma technology application and combustion research. The objective of the project is the development of the power density in the discharge plasmas and the enhancement of the reactive particles. The discharge mode of nanosecond-pulse gliding discharges and the method for controlling the parameters for the maintenance and transition of the discharge mode are investigated. Typical parameters of discharge plasmas under different discharge modes were measured and analyzed. Effect of the discharge plasmas under different discharge modes on the plasma assisted combustion is studied. Furthermore, the multi-parameter measurement including electrical parameters, plasma parameters and combustion parameters are conducted, and numerical simulation of nanosecond-pulse discharges at high-speed flow and theory analysis of reaction in plasma-assited combustion are also studied for obtaining basic law and reaction mechanism of the application of nanosecond-pulse gliding discharges in plasma-assisted combustion field, providing reference for optimizing the discharge mode and typical plasma parameters. The research project can be expected to improve the power density of the discharge plasma and enhance the chemical reactive particles, promoting plasma technology in combustion fields.

等离子体辅助燃烧是燃烧学研究中的重要问题。非平衡等离子体不仅能加热气流,而且会产生大量化学活性粒子,已成为等离子体应用技术和燃烧学等交叉领域的前沿热点。本项目瞄准提高放电等离子体能量功率密度和增强化学活性粒子,研究高速气流下纳秒脉冲滑动放电的放电模式及其维持与转换的参数控制方法,测量并分析不同模式的滑动放电等离子体的特征参数,并研究不同模式滑动放电等离子体在辅助燃烧的应用效果。项目采用电学参数测量、等离子体特征参数测量及点火与燃烧参数测量的多参数测试手段,结合对高速气流下纳秒脉冲放电过程进行数值模拟和对放电等离子体幅值燃烧机理的理论分析,总结高速气流下纳秒脉冲滑动放电等离子体辅助燃烧的基本规律和作用机制,为优化放电模式与等离子体特征参数,提高等离子体辅助燃烧的效果提供依据。本项目的研究期望能提高放电等离子体的能量功率密度和增强等离子体中的化学活性粒子,推进等离子体技术在辅助燃烧领域的应用。

项目摘要

近年来,等离子体技术在高速流动气体中的应用成为空天领域的研究热点,典型的应用如等离子体点火与稳定燃烧技术。在基金委资助下,本项目开展了以纳秒脉冲滑动放电为等离子体源的点火应用基础研究。系统研究了纳秒脉冲滑动放电模式及转换规律、纳秒脉冲滑动放电特性及其影响因素、纳秒脉冲滑动放电周期稳定性规律、滑动放电发展过程及发生捷径事件的产生机理。此外,利用纳秒脉冲放电实现了甲烷与煤成气的点火,并在0.9 Ma来流速度下实现了纳秒脉冲放电等离子体的模拟点火。四年内在PSST, JPD, POP, TDEI和物理学报,电工技术学报等国内外学术期刊中发表论文17篇,完成发明专利1项目,为脉冲放电等离子体的应用提供了重要的技术支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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