滑动弧等离子体辅助超声速燃烧实验研究

摘要

将滑动弧等离子体运用在Ma = 2.92的乙烯燃料超声速燃烧室中,运用40 kHz CH* 自发辐射,电流电压探针和压力传感器进行诊断.针对不同当量比研究了滑动弧等离子体对超声速火焰的燃烧增强效果,并观测到滑动弧等离子体的稳焰现象.结果表明,超声速燃烧中滑动弧等离子体有助燃作用,在当量比为0.12和0.16时助燃效果更明显,而对于贫燃工况助燃效果不明显.在全局当量比为0.16时,施加滑动弧等离子体后壁面压力平均提升12％,时均火焰面积提升27％.原因是等离子体和凹腔结合作用,强化了凹腔给主流火焰提供热量和自由基的作用.同时,再点火生成的初始火核能够传播至凹腔驻留区,在燃烧不稳定工况下有助于超声速火焰的稳定.