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等离子体助燃旋流扩散火焰的光谱分析
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O539[理学—等离子体物理;理学—物理] TM8[电气工程—高电压与绝缘技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院工程热物理研究所,北京100190, [2]中国科学院大学,北京100190, [3]中国环境科学研究院环境标准研究所,北京100012
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51076150);国家国际科技合作专项对R项目(No.2013DFR61080)
中文摘要:

介质阻挡放电(DBD)辅助燃烧是等离子体技术领域发展起来的新的应用途径。本文利用CCD相机及光谱仪记录并分析甲烷一空气旋流扩散燃烧火焰形态及特征光谱,研究了等离子体激励的助燃、稳燃机理,分析了不同激励方式对等离子激励效果的影响。实验结果表明,等离子体激励放电会产生大量的自由基及活性基团,如CH,OH,O+,O原子的各激发态能级及N2第一正带系等谱线,其中重点分析了加电前后及不同激励方式下O原子(3s^3s^0 - 3p^5P,λ=777.5nm)及氮气第一正带系B^3Пg-A3∑u^+粒子(振动带波长为λ=891.2nm)发射光谱变化,由于氮原子与氧原子均为加速燃烧的重要活性粒子,这些基团的产生使得甲烷更容易发生一系列链式氧化反应。定常激励产生的活性粒子浓度大于未经过等离子体激励及非定常激励下所产生的活性粒子浓度;经过等离子体激励后火焰根部更靠近燃烧器喷嘴底部,说明等离子体激励产生的活性粒子加速了链式反应的进行,缩短了点火迟滞时间。

英文摘要:

Ignition and stable combustion pulsed by the dielectric barrier discharge (DBD) is a new way in the field of applying of plasma. In this paper, CCD camera and spectrograph were used to record methane - air mixture combustion flame and obtain the characteristic spectrum. The paper has studied the mechanism of the combustion pulsed by plasma. The results show that the discharge plasma will produce a number of free radicals such as CH, OH, O atoms in the excited level and the N2 first positive band system and other lines. The experiment focuses on the differences on the emission spectrum of incentives O atoms (3s^3s^0 - 3p^5P,λ=777.5nm) and the first brand of the nitrogen B^3Пg-A3∑u^+(A = 891.2 nm), which is responsible for the acceleration of the reactions, between when and after the plasma excited. Besides, the active particle exited by the steady mode is greater than that generated by the unsteady mode, which provides evidence that the steady mode could produce more active radicals. At the same time, the root of the flame actuated by the plasma turns to be closer to the bottom of the burner nozzle, which provides additional evidence for that the active particles generated by the plasma has shorten the ignition lag time.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026