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双模式放电中DBD放电参数对甲烷滑动弧火焰光谱及活性粒子的影响分析
文献摘要：
对未燃烧的可燃混合气体进行DBD放电,放电后会产生大量的活性粒子,这些活性粒子可以辅助气体燃烧,达到提高燃料燃烧利用率等目的.以DBD激励氩气、甲烷、空气产生的自由基(C H基和O H基)等强化燃烧的关键活性粒子为探索对象,研究DBD放电激励甲烷对滑动弧火焰的影响.为此,采用自主设计的DBD-滑动弧双模式等离子体激励器,利用同轴介质阻挡放电结构对氩气、甲烷、空气混合气进行放电激励,将激励后的氩气、甲烷、空气混合气通入滑动弧端进行点火.固定氩气流量不变,调整空气流量为4.76 L·min-1,并加入甲烷0.5 L·min-1,保证进气通道内氩气与空气-甲烷的气体体积流量比达到Ar:(CH4+Air)=1:30,其中空气、甲烷这两种气体达到了化学燃烧当量比φ=1,氩气、甲烷、甲烷混合气体能实现均匀而稳定的放电并燃烧.DBD段放电电压在15～20 kV范围变化,放电频率在6～10 kHz范围变化,滑动弧段的电压和频率分别保持4 kV与10 kHz恒定,通过改变DBD段放电电压和放电频率,用高速光纤光谱仪检测滑动弧火焰中自由基种类及其光谱强度,分析放电参数激励甲烷对火焰中自由基(CH基和O H基)的影响.结果表明,DBD段放电电压及放电频率的增加可以促进火焰内部的偶联反应发生,可有效提升甲烷滑动弧火焰内部的活性粒子含量,其中OH基团、CH基团在燃烧链式化学反应进程中发挥着较为重要的作用.甲烷经过DBD激励后,随放电电压和频率的增加,火焰中O H基、C H基等主要活性粒子都随之增加.DBD放电后,活性粒子的光谱强度增大,特征谱线比单模式更加明显;甲烷经过DBD激励后,火焰组成发生了变化,滑动弧段出口处甲烷燃烧反应更加充分,火焰温度越高越容易产生OH基.与单模式滑动弧相比,双模式放电可有效促进火焰内部的链式化学反应进程,促进燃料燃烧.
文献关键词：
双模式放电;滑动弧放电;介质阻挡放电;火焰光谱;等离子体
中图分类号：
作者姓名：
裴欢;陈雷;王思远;杨昆;宋鹏
作者机构：
沈阳航空航天大学航空发动机学院,辽宁 沈阳 110136;大连民族大学机电工程学院,辽宁 大连 116605
文献出处：
引用格式：
[1]裴欢;陈雷;王思远;杨昆;宋鹏-.双模式放电中DBD放电参数对甲烷滑动弧火焰光谱及活性粒子的影响分析)[J].光谱学与光谱分析,2022(07):2007-2012
A类：
双模式放电,CH4+Air
B类：
DBD,放电参数,火焰光谱,活性粒子,可燃,混合气体,后会,燃料燃烧,强化燃烧,电激励,自主设计,等离子体激励,激励器,同轴,介质阻挡放电,行点,点火,氩气流量,空气流量,进气,体积流量,流量比,比达,Ar,中空,当量比,放电电压,kV,放电频率,kHz,弧段,光纤光谱仪,光谱强度,参数激励,偶联反应,基团,化学反应,特征谱线,单模,出口处,甲烷燃烧,燃烧反应,火焰温度,滑动弧放电
AB值：
0.225988
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