富燃条件下等离子体活性粒子对乙烯点火影响机理分析

作者：郑直^*; 聂万胜; 吴海龙; 车学科

来源：高电压技术, 2020, 46(07): 2602-2609.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20190624008

• 等离子体
• 化学动力学
• 活性粒子
• 敏感性分析
• 点火
• 当量比

为探究富燃当量比条件下,等离子体对乙烯/空气混合气体点火延时影响及其化学动力学机理,采用敏感性分析与化学反应速率方法,分析了当量比1.0、1.5、2.0 3种条件下,不同浓度的H、O原子对乙烯/空气混合气体点火延时影响机理。研究结果表明,在0.1 MPa、1 000 K环境条件下,当量比不变,添加H原子浓度越高,乙烯/空气点火延时越短,点火延时最大降低99.5%;O原子也能缩短乙烯/空气点火延时,最小点火延时仅为添加相同浓度H原子后的1/3。与无等离子体工况不同,在当量比不同但添加相同浓度活性粒子条件下,随着活性粒子浓度的增加,乙烯/空气点火延时伴随当量比的提高出现了先降低后增加的变化。添加摩尔分数2.0%的H原子后,与最低点火延时1.5×10-4 s相比,当量比的提高使得点火延时分别增加7.3%、18.4%。添加摩尔分数2.0%的O原子后,与最低点火延时4.8×10-5 s相比,随着当量比提高,点火延时分别增加14.0%、32.9%。H原子主要通过直接影响反应H+O2=O+OH、H+O2(+M)=HO2(+M)缩短点火延时;O原子则是通过直接影响反应C2H4+O=CH2CHO+H,从而加速H原子的生成,促进链传递反应H+O2=O+OH、HO2+H=2OH化学反应速率,缩短乙烯/空气混合气体点火延时。

• 单位
  中国人民解放军装备学院