氢气/氧气混合气体等离子体放电动力学机理

针对绿色无毒推进剂航天器火箭发动机真空低温条件下点火困难等问题,提出通过放电产生非平衡等离子体,利用其活化效应改善发动机点火性能。为了研究氢、氧混合气体放电产生的活性粒子的时间演化特性,利用Bolsig+求解器计算得到不同电子碰撞反应能量损失分数随约化场强变化规律;利用ZDplaskin程序包对氢、氧混合气体放电过程进行零维仿真;研究了不同约化场强下混合气体活性粒子随时间变化规律。结果表明,不同约化场强下,氢、氧混合气体中各类电子碰撞反应消耗能量占比不同。约化场强较小的情况下,电子能量大部分被分子的碰撞激发所消耗;而约化场强较大的情况下,电子能量主要用于分子的离解与电离;约化场强大于100 Td时,放电过程电子浓度快速增大,更有利于活性粒子的生成与积累。

非平衡等离子体点火助燃的研究进展

从等离子体点火助燃燃烧实验、等离子体助燃的先进激光诊断和等离子体助燃机理三个方面进行概述,总结近些年来国内外对非平衡等离子体点火助燃研究的主要成果。等离子体辅助点火燃烧的最新进展有:辅助冷焰进行的燃烧学基础研究,辅助低热值燃料以及氨等的相关实验研究,等离子体强化贫燃火焰稳定性的研究,混合不同类型放电等离子体点火助燃的仿真计算以及等离子体助燃仿真新模型的建立等。认为在等离子体辅助点火燃烧技术的研究仍应以实验研究为主,积累大量实验数据和经验以支撑进一步的研发和应用;并且在实验中,应多结合不同等离子体以及不同类型等离子体的特点,充分利用其优点,使用混合放电最大化其作用效果。