《雷射電漿助燃溫度和活性粒子濃度的原位診斷研究》是依託哈爾濱工業大學，由李曉暉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：雷射電漿助燃溫度和活性粒子濃度的原位診斷研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李曉暉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雷射電漿助燃是一種新型的增強燃燒技術，具有作用位置方便可調、流場干擾小、電磁兼容性好等優點，但其機理尚不明確。助燃過程的溫度和典型活性粒子的濃度對於確定雷射電漿助燃的主導作用機制（熱效應或非熱效應機制）、完善助燃化學動力學模型進而明確助燃機理具有重要的意義。本項目採用絕對回響度標定的發射光譜技術和基於標準平焰燃燒器標定的平面雷射誘導螢光光譜技術，對助燃過程的溫度、基態/激發態OH基團（OH（A,X））和激發態氮氣分子（N2（A,B,C））的絕對濃度開展原位線上診斷研究，研究混合燃氣當量比、流速、雷射脈衝能量、重頻等參數對助燃過程的溫度和活性粒子濃度及其時空演化特性的影響規律，分析對應的熱效應和非熱效應兩種機制在雷射電漿助燃中的作用，通過對助燃過程的溫度、活性粒子濃度和巨觀助燃特性三者進行關聯分析，明確雷射電漿助燃的主導作用機制，從而促進雷射電漿助燃的機理研究。
結題摘要
雷射電漿助燃是一種新型的增強燃燒技術，能夠有效解決高速燃燒系統中火焰穩定的難題，具有作用位置方便可調、流場干擾小、電磁兼容性好等優點，但是其作用機制並不明晰。項目採用發射光譜技術和平面雷射誘導螢光光譜技術，建立了雷射電漿助燃溫度和活性基團濃度的非接觸式原位診斷方法，獲得了雷射電漿助燃溫度和活性粒子濃度的時空演化特性，明確了雷射電漿助燃的主導作用機制是燃燒化學反應占主導地位的非熱作用機制，加深了對雷射電漿助燃物理化學過程的理解和認識。發展了雷射燒蝕電漿助燃技術，使助燃用的雷射脈衝能量降低一個數量級，推動了雷射電漿助燃技術的工程套用。採用kHz級高重頻雷射電漿作用，實現了持續釋熱的穩定燃燒，拓展了助燃的當量比範圍，吹熄極限在當量比0.8-1.2範圍內相比無電漿作用時提高了0.3-3.4倍。基於直連式超燃衝壓發動機實驗台，克服了超燃衝壓發動機燃燒室中湍流耦合、激波干擾等惡劣條件，成功實現了飛行馬赫數Ma 4、Ma 5.5、Ma 6超聲速條件下乙烯和飛行馬赫數Ma 5.5超聲速條件下航空煤油的雷射電漿點火和穩定燃燒，為超燃衝壓發動機的可靠點火提供了一種新型技術手段。
