低气压下多通道纳秒脉冲等离子体点火特性研究

摘要

高空低温、低压的极端条件导致航空发动机二次启动困难,纳秒脉冲放电过程中产生化学效应、热力学效应和气体动力学效应,逐步应用于点火技术.本文针对低压环境,研究了纳秒脉冲放电特性以及放电对火核发展的影响.在不同当量比(Ф=0.8～1.6)、不同初始压力(P=0.3～1.0)条件下,开发了新型多通道纳秒脉冲放电点火实验.对比分析了三种放电方式在常压、低压环境的点火概率、火核发展以及压力延迟、上升时间.结果表明:高频纳秒脉冲放电上升沿陡、脉宽窄,能够提高放电效率,在静止燃气中引起湍流现象,使火核具有类细胞结构层,加速扩展.在低压、贫油条件下,纳秒脉冲式放电点火效率更高,新型点火激励器增大初始火核,大幅提高点火效率.纳秒脉冲放电能够减少压力延迟时间,新型点火激励器能将压力延迟时间缩短24％(初始压力1.0bar,当量比1.0).不同的放电方式,主要对于点火的初期造成影响,改变压力延迟时间,对持续阶段的火焰传播几乎没有影响.