直流电场对甲烷−氧气扩散火焰中OH*辐射发光特性影响的研究
2025年 第01期
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作者:
吴婧瑄
龚岩
郭庆华
吴心祎
宋旭东
王辅臣
于广锁
单位:
华东理工大学洁净煤技术研究所
宁夏大学省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点室验室
摘要:
火焰为非平衡弱电离等离子体,其中含有大量带电粒子、激发态自由基等物质。大量研究已经表明,将等离子体技术与燃烧领域相结合,可以显著缩短着火延迟时间、拓宽可燃极限、提高燃烧稳定性及降低污染物。基于火焰光谱诊断原理和模拟软件Maxwell,探究了直流电场对火焰形态和OH*自发发光辐射的影响。结果表明:施加直流电场后电场力主要作用在火焰根部,火焰中的正离子受力向负极移动,在火焰外观上表现为其整体形态的拉伸。贫氧燃烧工况下,火焰高度与电压呈正相关,而富氧燃烧工况下,火焰高度仅随电压的改变在35.08mm附近出现小范围波动,即贫氧工况下电场对火焰高度的影响更为显著。而结合顺电效应,施加电场后火焰宽度随直流电场的增大而减小,其变化趋势在不同氧燃当量比下保持一致。向火焰施加的直流电压小于3kV时,OH*的峰值强度没有明显改变,电压大于4kV时,OH*的峰值强度与电压呈负相关。以富氧燃烧为例,相比未施加电压的工况,OH*辐射总强度在9kV电压作用下出现10%左右的下降,即直流电场加强了火焰径向及轴向的燃料及氧气的混合。
关键词:
扩散火焰
直流电场
自发辐射
作者简介:
吴婧瑄(1998—),女,甘肃兰州人,硕士。E-mail:y30211053@mail.ecust.edu.cn
图表:
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引用格式:
吴婧瑄,龚岩,郭庆华,等.直流电场对甲烷−氧气扩散火焰中OH*辐射发光特性影响的研究[J].洁净煤技术,2025,31(1):34−41.