甲烷/空气混合气体放电等离子体动力学机理分析

为研究甲烷/空气混合气体放电等离子体机理,利用建立耦合组分浓度方程和能量传递方程以及Boltz-mann方程的等离子体动力学模型,分别对不同碰撞类型的电子能量损失比率、等离子体中能量传递过程以及单次放电和重复放电粒子浓度的演化规律进行了分析研究。结果表明:电子能量主要损失于电子与混合气分子的第2类、第3类碰撞过程,与第1类碰撞过程能量损失较小;空气放电的加热能在1 ms时约为输入能的50%,混合气放电的加热能在5.0×10-3ms时达到了输入能,在1 ms时约高出输入能26%,计算得到了空气和混合气温度约为311 K和380 K;单次放电时等离子体没有促进燃料氧化的链锁反应,而重复放电时促进了链锁反应,但其过程不能持续。