等离子体对氢气-空气混合物燃烧过程影响的数值研究

利用数值模拟手段研究了等离子助燃对氢气一空气混合物燃烧的影响,分析了在不同的初始条件（温度、压力、当量比）下的燃烧过程的变化规律。计算结果表明,等离子体助燃与传统燃烧相比,可增加化学反应过程中的活性中间体,提高化学反应速率;火焰传播速度在同等条件下增大、最小点火能量下降、特征时间减小,助燃效果非常明显。     

浅谈汽车用塑料挡泥板研制技术

采用两种不同聚合度的PVC树脂100份、改性剂15、复合增塑剂40～65、CdSt0.3、BaSt1.7、PbSt1.5、三盐1.0、HSt0.5、钛菁氯0.08份,制造出的汽车用塑料挡泥板拉伸强度14.8MPa,断裂伸长率341％,硬度(HA)78,低温冲击压缩-30℃,耐热性100℃×5h不发粘、不起泡。与橡胶挡泥板的价格相比,能降低20％左右。     

Numerical simulation of plasma-assisted combustion of methane-air mixtures in combustion chamber

A two-dimensional mathematical model was developed to investigate the effects of dielectric barrier discharge (DBD) plasma on CH₄-air mixtures combustion at atmospheric pressure. Considering the physical and chemical processes of plasma-assisted combustion (PAC), plasma discharge, heat transfer and turbulent were simultaneously coupled into simulation of PAC. This coupling model consists of DBD kinetic model and methane combustion model. By comparing simulations and the original reference’s results, a high-accuracy of this model was validated. In addition, the effects of PAC actuation parameters on combustion characteristics were studied. Numerical simulations show that with an inlet airflow velocity of 10 ms ^-1, a CH₄-air mixtures’ equivalence ratio of 0.5, an applied voltage of 10 kV, a frequency of 1200 kHz, compared to conventional combustion (CC), the highest flame temperature rises by 32 K; outlet temperature distribution coefficient drops by 2.3%; the maximum net reaction rate of CH₄ and H₂O increase by 11.22% and 12.80% respectively; the maximum CO emission index decreases by 14.61%; the mixing region turbulence mixing time reduces by 89 ms.     

高空、低速、低雷诺数对发动机部件及整机性能的影响研究

为研究FWS-9发动机作为高空无人飞行平台动力装置的可行性,在对发动机旋转部件(压气机、涡轮)雷诺数修正的基础上,研究了高空、低速、低雷诺数对发动机部件(风扇、压气机、主燃烧室和涡轮)和整机性能、稳定性的影响规律。     

环境压力对滑动弧放电等离子体助燃激励器特性的影响研究

在航空发动机上运用等离子体助燃技术能够有效减少燃烧化学反应所需的活化能,提高燃烧效率。为了将该项技术真正应用到航空发动机燃烧室,搭建了三维旋转滑动弧放电等离子体助燃激励器放电特性的实验平台,采用实验与理论分析相结合的方法,探索环境压力对三维旋转滑动弧放电等离子体助燃激励器特性的影响。结果表明,在三维旋转滑动弧放电过程中,电弧在击穿伴随滑动模式(B-GI)和稳定电弧滑动模式(A-G)之间还存在一种过渡模式(B-GII),同时具有以上两种模式特征。环境压力对电弧滑动模式影响显著,当压力小于1 bar(1 bar=0.1 MPa)时,电弧滑动模式随气压升高逐渐从B-GI模式发展为A-G模式。与此同时,随着环境压力的增大,电弧击穿电压和峰—峰值电压也随之增大,但由于放电过程中的电弧滑动模式转换,击穿电压在0.5～0.7 bar范围附近会有小幅度的减小。     

介质阻挡放电中氧原子的数值模拟

由于介质阻挡放电具有许多独特的性质,已被广泛地应用于等离子体化学、环境工程及材料表面处理等诸多领域。为了对其进行更好的研究与应用,笔者根据介质阻挡放电中的不同能量传递过程,建立了一个包括电子碰撞激发、离解、电离,吸附和解吸,复合以及中性粒子参与的反应等过程的N2-O2介质阻挡放电化学反应动力学模型,并通过求解Boltzmann方程,得到电子能量分布函数,进而通过计算获得了电子—分子碰撞的反应速率系数。代入速率方程,获得了系统中各组分粒子数浓度随时间的变化规律。结果表明:O、O3以及N2和O2分子激发态的粒子数浓度随时间先增加后减小,最后趋于一定值;O原子粒子数浓度受N2激发态分子的影响较大;O原子粒子数浓度随O2体积分数的降低而增加。     

等离子体气动效应对燃烧室流场的影响

为了研究等离子体气动效应的内在机理,建立燃烧室助燃激励器中等离子体气动效应的数值仿真模型,通过求解电势方程和电荷密度方程,得到等离子体气动效应的体积力分布函数,将动量以源项的形式引入Navier-Stokes方程求解,对助燃激励器中等离子体气动效应诱导燃烧室空气流动进行了数值模拟,研究激励电压、气体流量和电荷密度对燃烧...     

高频高压下介质阻挡放电的实验研究

利用介质阻挡放电实验装置和测量系统研究了不同的介质层厚度、外加电压以及空气间隙距离的等离子体助燃(PAC)激励器放电特性,并在实验数据的基础上,根据介质阻挡放电等效电路对空气间隙上的两端电压、放电电流等参数进行了计算。结果表明,介质层的厚度对放电脉冲的次数的影响很大;随外加电压的增加,脉冲放电增加,放电的起始时刻不断提前;随着空气间隙距离的减小,激励器放电强度明显增强,放电更加均匀。     

直流航空等离子体点火器射流特性分析

为研究航空等离子体点火器的射流特性,对自行设计的直流航空等离子体点火器进行射流特性实验,其中等离子体电源直流输出电压保持24 V不变,以排除电压的影响。采用光谱仪测量了氩气等离子体射流在点火器出口的发射光谱,利用玻尔兹曼曲线斜率法计算了射流的电子温度,并通过电离平衡方程计算了射流气体温度,测得了点火器出口射流的长度、电子温度和射流温度随弧电流以及体积流量qV的变化规律,为等离子体点火在航空发动机燃烧室中应用奠定技术基础。实验表明:弧电流随着qV的增大而减小;出口射流长度随弧电流的增大而增大,并且随qV的增大而先增大后减小;出口电子温度、射流温度随弧电流的增大而升高,随qV的增大而降低。另外讨论了在航空等离子体电弧射流中是否可以使用电子温度来代替射流气体温度。     

某型航空发动机燃烧室等离子体助燃的数值研究

为开展等离子体助燃技术在航空发动机燃烧室中的应用研究,利用Fluent软件对某型航空发动机环形燃烧室进行了等离子体助燃的数值计算,设计了等离子体助燃的数值计算方案,对比分析了正常燃烧状态条件和等离子体助燃条件下的数值计算结果.结果表明:从主燃孔实施助燃后火焰筒内的高温区向主燃区移动,煤油在主燃区燃烧得更充分,燃烧室出口截面的平均温升增高约57.97 K,燃烧效率提高约2.42%;出口处温度分布均匀性有所改善,燃烧室出口处截面温度的分布不均匀系数下降达21.82%;提高了燃料燃烧完全程度,燃烧尾气中CO的体积分数下降约13.58%,极大改善了燃烧室的性能.