甲烷/氢气/空气混合气激光诱导等离子体点火特性

利用定容燃烧弹实验平台结合高速摄像系统研究初始压力和掺氢比例对甲烷/氢气/空气稀燃混合气激光诱导等离子体点火特性的影响,获得不同条件下的击穿阈值、最小脉冲能量、火核发展图像和燃烧压力曲线变化。研究结果表明:随着初始压力降低,击穿阈值和最小脉冲能量逐渐升高,燃烧峰值压力逐渐下降;随着掺氢比例增大,最小脉冲能量呈下降趋势,燃烧峰值压力和燃烧压力升高率均增大;火核第三瓣结构随着掺氢比例增大被抑制;随着掺氢比例增大,OH,N和O的发射光谱强度增强。在火核发展初期,随着掺氢比例增大,火焰传播速度加快,温度升高速率增大,H_(2)O和OH的摩尔分数增加,温度场以及各种生成物的空间分布更加均匀。

基于LIBS的定容燃烧弹内乙醇直喷局部当量比测定

基于激光诱导击穿光谱,在定容燃烧弹内研究了乙醇直喷在不同喷射压力、喷射脉宽和预混喷射比下容弹中心位置局部当量比随时间的变化关系.实验结果表明,在全局当量比相同的情况下,容弹中心位置局部当量比在不同喷射压力下均随时间呈先增后减的趋势,在喷射压力越大的情况下,局部当量比增幅越大,且更快地达到最大峰值;不同喷射时间对局部当量比变化影响较小;预混比越大时,相对达到平衡所需的时间越长,但局部当量比的变化较为平缓.

CH4/O2/N2激光点火激波特性与火核形态研究

本文在定容燃烧弹上开展了甲烷/氧气/氮气激光诱导等离子体点火实验,研究了压力、氧含量、当量比、激光能量对激波发展过程特性和火核形态的影响。研究表明,激波半径随时间几乎呈线性增长,速度先减小后趋于稳定。改变初始压力、氧含量和激光能量可以改变火核形态,随着初始压力的升高、氧含量的增大、激光能量的提高,典型的三瓣式和环状结构火核消失,形成"尾部"结构并逐渐发展成椭球状。基于泰勒爆炸模型得到的经验关系式能够与实验数据较好地拟合。