超燃冲压发动机点火过程10kHz PLIF测量技术

应用自主研制的10kHz OH-PLIF(Planar laser-induced fluorescence)系统实现超燃冲压发动机点火过程的可视化。在直连式脉冲燃烧风洞上开展了超燃冲压发动机自点火、电火花和激光诱导等离子体三种点火方式的火焰结构演变过程OH-PLIF测试,采集了时间间隔为100μs的高分辨率火焰图像,进一步计算得到火焰OH基荧光强度和火焰面积的时间演化特性及火焰质心发展轨迹。研究发现:三种点火方式的初始火核发展时间均小于1ms;点火过程中,火焰均先沿凹腔壁面向下游传播,在斜坡附近转向上游传播,火焰质心运动速度为100~450m/s;相对其它两种点火过程,自点火存在强烈振荡现象。研究表明,高频PLIF技术是发动机点火过程可视化最有潜力的手段之一,是发动机燃烧机理和设计方法研究的重要支撑。