等離子體調控燃燒過程的光學診斷和機理研究

目錄

第1章引言

1.1研究背景與意義

1.1.1極端條件下的燃燒需求和挑戰

1.1.2傳統燃燒調控方式及其局限性

1.1.3等離子體調控燃燒的優勢分析

1.1.4等離子體在新型燃燒技術中的應用

1.2共性科學問題

1.3研究現狀

1.3.1面向助燃的等離子體放電技術發展

1.3.2等離子體對於火焰關鍵特性的調控效果

1.3.3等離子體助燃中的關鍵物理量及其診斷技術

1.3.4研究現狀小結

1.4本書研究目標及內容

第2章實驗系統設計和在線光學診斷

2.1本章引言

2.2等離子體放電裝置

2.2.1介質阻擋放電

2.2.2納秒脈沖放電

2.2.3滑動弧放電

2.3燃燒器

2.3.1對沖燃燒器

2.3.2旋流燃燒器

2.4光學測量

2.4.1弱電離流體的流速測量

2.4.2CH/OH基平面激光誘導熒光

2.4.3火焰釋熱率脈動測量

2.4.4譜線法測量電子密度

2.4.5基於二次諧波的瞬態電場測量

2.5本章小結

第3章等離子體的電動流體效應及對火焰的傳遞

3.1本章引言

3.2介質阻擋放電的電動流體效應

3.2.1表面DBD中的瞬態電場測量

3.2.2同軸DBD射流的流場解析

3.2.3電場力誘發流場擾動的理論研究

3.3對沖擴散火焰對電動流體脈動的響應

3.3.1流場結構和脈動

3.3.2釋熱率脈動及火焰傳遞函數

3.3.3擴散火焰傳遞函數的理論分析

3.4對沖預混火焰對電動流體脈動的響應

3.4.1流場結構和火焰面運動

3.4.2非穩態預混火焰的LES模擬研究

3.5本章小結

第4章等離子體助燃體系中的電場-火焰動力學研究

4.1本章引言

4.2靜電場平面火焰動力學研究

4.2.1平面擴散火焰在靜電場中的動力學行為

4.2.2平面預混火焰在靜電場中的動力學行為

4.3復合電場在平面火焰中的放電行為

4.3.1平行金屬電極間納秒脈沖放電

4.3.2直流納秒脈沖復合放電

4.4納秒脈沖DBD誘導的燃燒不穩定性研究

4.4.1雙層DBD放電驅動的燃燒不穩定性

4.4.2火焰振蕩的調控及其機理分析

4.5本章小結

第5章等離子體拓展著火/熄火極限的化學機制

5.1本章引言

5.2DBD改善著火/熄火極限的實驗結果

5.2.1DBD對甲烷著火溫度的影響

5.2.2DBD放電對甲烷熄火極限的影響

5.3DBD及火焰中關鍵中間產物

5.3.1CH自由基分布

5.3.2氣相色譜離線測量

5.4DBD拓展著火極限的化學機制分析

5.4.1等離子體重整甲烷的化學路徑

5.4.2H2對甲烷著火的影響

5.5本章小結

第6章等離子體對於復雜火焰的調控機理研究

6.1本章引言

6.2等離子體對預蒸發C7—C10飽和烷烴燃料著火的影響

6.2.1等離子體促進燃料裂解和著火的實驗分析

6.2.2大分子燃料著火化學機理分析

6.3滑動弧等離子體對高雷諾數旋流火焰的穩定作用

6.3.1開放空間下的調控效果

6.3.2受限空間下的調控效果

6.3.3滑動弧的點火和穩燃機理分析

6.4本章小結

第7章結論與展望

7.1主要結論

7.2創新點

7.3建議與展望

參考文獻

在學期間發表的學術論文與研究成果

致謝