低频和高频交流电场助燃对比及燃烧特征参数预测研究

为探究不同频率交流电场助燃的内在机制,利用定容燃烧试验平台比较了低频(40、60、80、100 Hz)和高频(15、20、25、30 kHz)交流电场对甲烷/空气稀薄燃烧(过量空气系数为1.2、1.4、1.6)火焰的影响,并利用机器学习方法对混合气的燃烧特征参数进行了预测研究。结果表明:低频和高频交流电场下,火焰在电场方向上均被拉伸,不同频率交流电场对火焰传播的促进效果处于同一量级,但低频交流电场下的火焰锋面更加稳定;高频交流电场对燃烧特性参数的影响更加显著,其对应的压力峰值和压力升高率峰值均比低频交流电场下变化更大;采用支持向量机方法构建的平均火焰传播速度和燃烧压力峰值的预测模型相关系数均高于0.998,平均绝对百分比误差和希尔不等系数分别小于1.093%和0.007,均具有良好的预测性能和泛化能力。研究进一步验证了低频和高频交流电场的助燃机制,证实了机器学习方法应用于基础燃烧特征参数预测的可行性,丰富了电场助燃理论。

电场加压辅助燃烧合成技术及电场的作用研究

提出了制备材料的方法电场加压辅助燃烧合成法,讨论了引入电场的必要,就电场的电物理过程对材料的行为影响做了简单的总结,并对这种方法在陶瓷材料制备加工中的应用做了一些总结及对这种方法的研究和应用前景进行了分析。

电场对火焰特性的影响

电场辅助燃烧是利用外部电场,通过将带电物质分离到单极区域来产生离子驱动的风,从而驱动周围的中性物质,这通常被认为是一种强大的火焰控制机制,是提升燃料燃烧效率的一个重要手段。对不同形式、不同施加方式的电场下的火焰特性、碳烟颗粒的排放和仿真现状进行广泛研究,总结不同火焰参数测量方式导致的不同程度的误差,及完善的数值模拟对实验数据的预测作用。结果表明:当前的数值模拟大多是2维的,需要开发完善准确的3维模型来模拟和预测火焰在电场下的特性;也需要在高压力和温度条件下对不同燃料在电场下的测量结果,以便在电场下为火焰开发出更广泛、更精确的动力学和化学模型。