微波增强煤油超声速燃烧机理研究

The enhanced combustion method has always been an important research direction in various engine fields, especially for supersonic combustion, the flame burning speed is the key problem in the design of the ramjet engine. In this study, we use the method of microwave excitation components to influence the chemical reaction process of hydrocarbon fuel, and obtain the method of combustion acceleration and expansion extinction boundary. The effects of microwave excitation components and their concentration on the chemical reaction process and non-premixed flame velocity of kerosene will study by theoretical analysis, numerical calculation and direct combustion experiments. The combustion enhancement problem under ultrasonic velocity will be studied. Solving the mechanism of microwave parameters affecting kerosene combustion reaction. The kerosene reaction process model including microwave excitation components will be established to obtain the microwave enhancement technique of supersonic combustion. Which provides a reliable basis for the application of microwave in combustion.

增强燃烧方法一直是各种发动机领域的重要研究方向，特别是对于超声速燃烧来讲，火焰燃烧速度是冲压发动机设计的关键问题。本研究利用微波激发组分对碳氢燃料化学反应过程的重要影响机制，获得燃烧加速和扩张熄火边界的方法。通过理论分析、数值计算以及直连燃烧实验相结合的方法，研究微波激发组分及其浓度对煤油化学反应过程、非预混火焰速度的影响规律以及超声速下的燃烧增强问题。解决微波参数影响煤油超声速燃烧的机理，建立包含微波激发组分在内的煤油反应过程模型，获得超声速燃烧的微波增强技术。为微波在燃烧组织中的应用提供可靠依据。

增强燃烧方法一直是各种发动机领域的重要研究方向，特别是对于超声速燃烧来讲，火焰燃烧速度是冲压发动机设计的关键问题。本研究利用微波激发组分对碳氢燃料化学反应过程的加速机制，获得燃烧加速和扩张熄火边界的方法。通过理论分析、数值计算以及直连燃烧实验相结合的方法，研究了微波对化学反应过程、火焰速度的影响机理，获得在超声速下的燃烧增强的机理与关键技术。. 微波对燃烧的增强作用是通过电子或离子的能量提升实现对反应的加速，提升的层流火焰速度，目前可以获得14%以上的加速，最有效的方式是通过对电子的加速，这部分功能的实现是通过谐振实现的，其次有效的方式是焦耳加热方式，这是通过微波直接作用于化学键实现的。. 通过解决微波参数影响碳氢燃料超声速燃烧的机理，建立包含微波激发组分在内的煤油反应过程模型，获得超声速燃烧的微波增强技术。在700W功率下提高了1.5kg/s空气流量下的超声速燃烧效率在4%以上，燃烧室测量推力增加了4%。. 其科学意义在于通过电磁能量的加入实现化学反应的加速是一个全新的研究方向，能够高效实现是具有很高应用价值。特别是针对超燃冲压发动机领域想高马赫数拓展具有明显的优势。

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