反向和同向旋流滑动弧等离子体点火助燃头部的燃烧特性

摘要

非平衡态等离子体点火助燃技术是新型的燃烧调控技术．面对航空发动机燃烧室稳定燃烧的迫切需求，为发挥滑动弧等离子体技术在改善雾化、提高燃烧效率等方面的优势，搭建了航空发动机燃烧室实验平台，并开展了不同旋流方向下滑动弧放电等离子体的燃烧特性实验．实验通过采集燃烧过程OH*化学发光强度图像，着重分析了不同旋流方向滑动弧等离子体对燃烧室燃烧强度、温度分布以及燃烧效率的影响．研究表明，施加等离子体助燃后，燃烧室内的平均已燃区相对强度明显提升，且反向旋流等离子体助燃的提升效果更加明显；反向旋流滑动弧助燃的径向温度分布相较于同向旋流滑动弧助燃均匀性提升，当余气系数为2.0时，反向旋流等离子体助燃的径向温度分布系数为0.302 2，同向旋流等离子体助燃的径向温度分布系数为0.322 3；反向旋流滑动弧助燃的燃烧效率高于同向旋流滑动弧放电的燃烧效率，当余气系数为2.0时，反向旋流等离子体助燃的燃烧效率为89.56%，同向旋流等离子体助燃的燃烧效率为83.41%.

关键词

燃烧室头部 / 滑动弧等离子体 / 反向旋流 / 同向旋流 / 点火助燃

基金资助

航空发动机及燃气轮机重大专项基础研究项目(2017-Ⅲ-0007-0033)