学会动态---等离子体及应用专业委员会
 

“等离子体空天点火助燃应用”视频研讨会成功召开
发表时间:2020/7/4 10:21:47  点击:97

2020630,由中国电工技术学会等离子体及应用专业委会主办,中国科学院工程热物理研究所承办的高压放电与等离子体应用”系列视频研讨会第30期成功召开,会议以等离子体空天点火助燃应用为主题,召集人为中国科学院工程热物理研究所田振玉研究员,在腾讯会议和哔哩哔哩平台上以网络会议的形式开展,会议旨在汇报等离子助燃领域的最新进展并加强学科间的交流合作,吸引了全国各地及海外的100余名科研学者、企业技术人员和研究生参与。

来自中科院工程热物理研究所的田振玉研究员首先主持会议并致欢迎辞,介绍了等离子体在空天领域中的研究背景和与会的各位专家学者。本次会议邀请到了等离子研究领域的行业专家,包括清华大学的李水清教授,北京交通大学的陈琪教授,清华大学的杨斌教授,西安交通大学的王金华教授,国防科技大学的朱家健博士,中国科学院工程热物理研究所的于丹博士。

清华大学的李水清教授首先介绍了极端条件下等离子体点火和助研的机理研究及应用,从发动机燃烧过程研究背景出发,以火焰动力学角度,通过火焰低通滤波特点,引出火焰燃烧稳定性和扰动问题的重要意义,详细介绍了等离子体对旋流火焰稳定性的影响规律,以及低频控制火焰稳定性的实验发现。李水清教授还进一步介绍了滑动弧的特点和对火焰稳定性的影响,总结了等离子在火焰稳定性中的作用,并对等离子在多模式推进的关键技术问题做出了展望。

北京交通大学的陈琪教授汇报了等离子体非平衡激发对燃料点火和裂解/氧化的增强作用,重点关注等离子体化学中激发过程对反应过程的影响,汇报了研究等离子体化学实验与理论计算手段,包括等离子体辅助低温裂解实验平台,纳秒脉冲放电电源等。在等离子体化学理论计算方面,介绍了振动态参与反应的反应速率计算,包括α-模型,振动激发态等在理论计算过程的重要性。

清华大学的杨斌教授介绍了采用分子束质谱研究基于纳秒脉冲放电的等离子体辅助氧化过程。等离子体助燃主要体现在热增强机制,反应动力学增强机制和输运增强机制。等离子体对宏观的燃烧参数如火焰拉伸率,点火延迟时间等方面有显著影响。离子激发态反应的实验数据和机理都较少,需要在实验和理论层面深入研究。杨斌教授进一步介绍了等离子体与分子束质谱检测设备,并详细介绍了该装置在甲烷和二甲醚反应过程中的应用,包括含氧中间体的鉴定,组分随氧气浓度的变化等,并分析了燃料的消耗路径和中间体的生成路径以及等离子反应路径调控机制。

杨斌教授主持了后半段的会议。西安交通大学的王金华教授介绍了电场与等离子体燃烧稳定性调控,主要包括电场对火焰传播和吹熄的影响规律,同轴介质阻挡放电对稳燃机理与排放特性的影响,旋转滑动弧放电对钝体旋流火焰吹熄和火焰结构影响。实验结果发现,电场对火焰传播的影响是由离子风与未燃气流速所共同决定的,已燃区的拓宽也是电场影响预混火焰吹熄速度的重要途径,低速时等离子可以直接点火,高速时等离子体能量不足以点燃混合气,但火焰热释放率均得到提高。低速时,等离子体能够提高火焰的自维持能力。

国防科技大学的朱家健博士介绍了超声速燃烧等离子体点火和助燃研究成果。主要介绍了超燃冲压发动机点火所面临的困难与挑战,激光等诱导离子体点火在研究超声速燃烧点火过程的应用,包括点火过程,点火模式和点火机理,并对比了等离子点火模式和火花点火模式,同时还介绍了滑动弧放电点火时的初始火焰面积、凹腔内燃料分布和火焰传播路径等影响点火的关键因素,并发现多路滑动弧点火有利于强化点火和稳焰。

中国科学院工程热物理研究所的于丹博士介绍了硼颗粒燃烧及等离子体助燃的进展。基于Hencken 燃烧器,结合钨针放电、介质阻挡放电等多种等离子体发生装置,来辅助硼颗粒燃烧。发现钨针放电不仅能够缩短硼颗粒的着火延迟时间,而且能够强化硼颗粒的燃烧。介质阻挡放电能改变硼颗粒火焰的形貌,且增加了硼颗粒在高温区的滞留时间,从而强化硼颗粒的燃烧。

在专题讨论阶段,与会的专家学者就会议所报道的内容进行了热烈的讨论,主要在模型准确性,反应动力学与流场的匹配,点火结构的设计和布置方式等问题深入交换了意见,最后田振玉研究员对本次会议做总结并就六个研究方向提出展望。本次会议促进了等离子体助燃领域的学术交流,以及燃烧学分支学科之间的交流。会议在组织模式和流程方面进行了一系列的探索与创新,得到与会代表的普遍赞誉。视频研讨会详细列表可以关注专委会网站:http://www.ces-plasma.org.cn/ShowNews.asp?id=1926。