介质阻挡放电等离子体的化学动力学效应研究

摘要：

为了进一步揭示等离子体强化甲烷点火过程的化学动力学机理，设计和搭建了介质阻挡放电等离子体激励空气的实验系统，实验测量了在空气中介质阻挡放电等离子体激励器产生的发射光谱，利用光谱技术分析了等离子体激励空气产生的若干活性粒子，给出了零维均质点火模型以及敏感性分析和化学路径分析的计算方法，模拟了不同初始温度下 NO 和 O3对甲烷点火延迟时间的影响，并分析了活性粒子 NO 和O3强化甲烷点火的化学动力学过程。研究表明：介质阻挡放电等离子体激励空气主要产生 N2和 O2的若干激发态粒子，并最终转化成存活时间较长的活性粒子 NOx 和 O3，等离子体对甲烷点火过程的影响可以简化成活性粒子 NOx 和 O3对甲烷点火过程的影响；CH3的氧化速率决定了甲烷点火过程的快慢，在自点火过程中 CH3的氧化路径是反应式 R155和 R156，初始温度较低时 R155和 R156的反应速率慢，所以甲烷的点火延迟时间长；NO 缩短点火延迟时间是由于 CH3的氧化路径由自点火过程中的反应式 R155和 R156改为反应式 R327 CH3 O2+NO＝CH3 O+NO2和 R328 CH3+NO2＝CH3 O+NO；O3强化甲烷点火过程同样是由于 O3改变 CH3的氧化路径，从化学动力学上缩短点火延迟时间。

关键词：等离子体、光谱分析、点火延迟时间、化学动力学、敏感性分析、甲烷

分类号：O53(等离子体物理学)

资助基金：国家自然科学基金项目11372356

在线出版日期：2015-04-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：706-710