Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Развитие импульсного наносекундного разряда и его применение в задачах плазменно-управляемой аэродинамики и плазменно-стимулированного горения

Диссертация: Развитие импульсного наносекундного разряда и его применение в задачах плазменно-управляемой аэродинамики и плазменно-стимулированного горения
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработана методика измерения динамики ударных волн над поверхностью диэлектрического барьерного разряда с помощью теневого лазерного метода с синоронизацией в наносекундном диапазоне времен. На основе измерения х^ диаграмм ударных волн получены данные о величине перегрева плазменного слоя, его толщине, сделаны оценки времени термализации плазмы неравновесного разряда атмосферного давления… Читать ещё >

Развитие импульсного наносекундного разряда и его применение в задачах плазменно-управляемой аэродинамики и плазменно-стимулированного горения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ВВЕДЕНИЕ
    • 1. 1. Постановка задачи
    • 1. 2. Научная новизна
    • 1. 3. Основные положения, выносимые на защиту
    • 1. 4. Структура работы
  • 2. Обзор литературы
    • 2. 1. Разряды атмосферного давления и пробой
      • 2. 1. 1. История изучения дуговых разрядов при атмосферном давлении
      • 2. 1. 2. Отрыв температуры электронов в неравновесной плазме
      • 2. 1. 3. Каналы вложения энергии в неравновесной воздушной плазме
      • 2. 1. 4. Электрический пробой в плотных газах
    • 2. 2. Применение плазмы в задачах плазменно-управляемой аэродинамики
      • 2. 2. 1. Баллистические эксперименты
      • 2. 2. 2. Ударно-волновые эксперименты
      • 2. 2. 3. Взаимодействие поверхностных разрядов с потоком
      • 2. 2. 4. Плазменные актуаторы с барьерным разрядом для контроля дозвукового обтекания крыла
    • 2. 3. Применение плазмы в задачах плазменно-стимулированного горения и воспламенения
      • 2. 3. 1. Механизмы воздействия плазмы на процессы горения
      • 2. 3. 2. Разряды, используемые в задачах плазменно-стимулированного горения
      • 2. 3. 3. Плазменно-стимулированное горение
      • 2. 3. 4. Производство N0 в пламенах и в послесвечении неравновесного разряда
      • 2. 3. 5. Наработка атомарных кислорода и азота и электронно-возбужденного азота в неравновесном разряде
  • 3. Газодинамические процессы, инициированные быстрой термализацией плазмы высоковольтного наносекундного скользящего разряда
    • 3. 1. Энергетический и импульсный подходы в задачах плазменно-управляемой аэродинамики
    • 3. 2. Высоковольный наносекундный скользящий разряд
      • 3. 2. 1. Параметры разрядного промежутка
      • 3. 2. 2. Геометрия плазменного слоя и однородность разряда
    • 3. 3. Физика актуатора с питанием наносекундными высоковольтными импульсами
      • 3. 3. 1. Ускорение газа в поверхностном барьерном наносекундном разряде
      • 3. 3. 2. Измерение давления в плазме поверхностного разряда
      • 3. 3. 3. Газодинамические возмущения в потоке
      • 3. 3. 4. Вихревое возмущение, порожденное взаимодействием ударной волны от слоя термализующейся плазмы и сдвигового слоя отрывного течения
      • 3. 3. 5. Термализация плазмы поверхностного наносекундного разряда в атомарных и молекулярных газах
  • 4. Исследование динамики стабилизации пламен различного состава неравновесным разрядом
    • 4. 1. Особенности ЛИФ измерений ОН
      • 4. 1. 1. Связь ЛИФ и абсорбционной спектроскопии
      • 4. 1. 2. Выбор длины волны возбуждения флюоресценции
      • 4. 1. 3. Возбуждение вращательных переходов
      • 4. 1. 4. Возбуждение колебательных переходов
      • 4. 1. 5. Выбор спектрального диапазона для наблюдения флуоресценции
      • 4. 1. 6. Допплеровское уширение
      • 4. 1. 7. Столкновительное уширение
      • 4. 1. 8. Тушение
      • 4. 1. 9. Линейный и насыщенный режимы ЛИФ
    • 4. 2. Изучение динамики концентрации ОН в послесвечении наносекундного барьерного разряда
      • 4. 2. 1. Описание экспериментальной установки
      • 4. 2. 2. Исследование динамики наносекундного барьерного разряда с наносекундным разрешением, влияние полярности высоковольтного импульса на наработку ОН в послесвечении разряда
      • 4. 2. 3. Измерение динамики абсолютной концентрации ОН в послесвечении наносекундного барьерного разряда в предварительно перемешанном подогретом метано-воздушном потоке
    • 4. 3. Интенсификация горения с помощью импульсно-периодического наносекундного барьерного разряда
      • 4. 3. 1. Описание экспериментальной установки
      • 4. 3. 2. Описание диагностического комплекса лазерно-индуцированной флюоресценции
      • 4. 3. 3. Абсолютная калибровка ЛИФ
      • 4. 3. 4. Определение локального состава пламени с помощью ИК-Фурье спектрометра
    • 4. 4. Результаты измерений распределения ОН в пламени и его изменение под действием наносекундного барьерного разряда
      • 4. 4. 1. Зависимость скорости срыва пламени от частоты следования и амплитуды высоковольтных импульсов
      • 4. 4. 2. Результаты измерений распределения ОН в пламени методом ненасыщенного ЛИФ
      • 4. 4. 3. Результаты измерений распределения ОН в пламени методом насыщенного ЛИФ
  • 5. Плазменный реформинг углеводородных топлив в сингаз
    • 5. 1. Плазменные методы стабилизации горения как альтернатива каталитическим
    • 5. 2. Методы плазменно-стимулированного реформинга метана с углекислым газом
      • 5. 2. 1. Коронный разряд постоянного тока
      • 5. 2. 2. Диэлектрический барьерный разряд
      • 5. 2. 3. Микроволновой разряд
      • 5. 2. 4. Тлеющий разряд атмосферного давления
      • 5. 2. 5. Скользящий дуговой разряд
      • 5. 2. 6. Эффективность реформинга метана с углекислым газом в неравновесной плазме
    • 5. 3. Некаталитический реформинг, реакторы частичного окисления
    • 5. 4. Применение неравновесного наносекундного разряда в реформинге частичного окисления жидких углеводородов
    • 5. 5. Реформер с внутренней рекуперацией тепла и поздним смешением
    • 5. 6. Реформер полного смешения с разрядом, инициирующим первую фазу реформинга
      • 5. 6. 1. Описание экспериментальной установки
      • 5. 6. 2. Наносекундный высоковольтный разряд в форме распределенной неравновесной искры
      • 5. 6. 3. Делокализация наносекундной искры в осесимметричном плазматроне при увеличении удельной мощности
      • 5. 6. 4. Влияние остаточной ионизации, самофокусировка последовательных стримеров и гидродинамическое разрушение канала стримера
      • 5. 6. 5. Наносекундный высоковольтный разряд для стабилизации бедных и сверхбедных пламен
      • 5. 6. 6. Реформинг пара дизельного топлива в сингаз

6.1 Выводы.

• Разработана методика измерений и исследована динамика давления в плазменном слое скользящего диэлектрического барьерного наносекундного разряда. Показано, что пиковое давление после термализации энергии разряда пропорционально энерговкладу и не зависит от полярности приложенного высоковольтного импульса для различных газов (воздух, N2, Не, С02, Аг). На основе продолжительности импульса давления получены оценки толщины плазменного слоя, которые составляют 0.5 мм при атмосферном давлении и импульсе амплитудой 10−20 кВ.

• Разработана методика измерения динамики ударных волн над поверхностью диэлектрического барьерного разряда с помощью теневого лазерного метода с синоронизацией в наносекундном диапазоне времен. На основе измерения х^ диаграмм ударных волн получены данные о величине перегрева плазменного слоя, его толщине, сделаны оценки времени термализации плазмы неравновесного разряда атмосферного давления. Показано, что значительная часть энергии неравновесного импульсного разряда переходит в тепловую на масштабе времен, сущестенно меньшем характерных газодинамических процессов в плазменном слое, что приводит к формированию сильных газодинамических возмущений.

• Исследовано взаимодействие вихревого возмущения от термализующейся плазмы скользящего наносекундного разряда и потока над аэродинамическим профилем. Обнаружено образование динамических вихрей в сдвиговом слое отрывного течения и оценено время характерное время присоединения оторванного потока. Предложено объяснение высокой эффективности работы плазменного актуатора с наносекундным питанием на основе такого взаимодействия и вызванного им потока импульса к поверхности.

• Создана установка для измерений динамики концентрации радикала ОН в горючих смесях различного стехиометрического состава при температурах ниже порога воспламенения на основе ЛИФ-диагностики. Измерены профили концентрации ОН при различных температурах ниже порога самовоспламенения в условиях стимулирования химических реакций плазмой стримерного барьерного разряда. Показано наличие механизмов быстрого окисления углеводородных топлив ниже порога самовоспламенения при стимулировании процесса импульсным неравновесным разрядом.

• Проведены измерения двумерного распределения радикала ОН в плазменно-стимулированных предварительно перемешанных пропано-воздушных пламенах. Продемонстрирована возможность управления положением фронта оторванного пламени за счет производства радикалов в предпламенной зоне импульсным барьерным разрядом. Показано, что скорость распространения пламени по предварительно возбужденной смеси значительно превышает скорость распространения пламени в исходной системе, что позволяет использовать методы плазменного стимулирования горения для создания высокоэффективных энергетических устройств.

• Предложен метод стабилизации сверхбедных пламен предварительно перемешанных топливно-воздушных смесей с помощью импульсно-периодического наносекундного разряда в форме распределенной искры. Создан топливно-воздушный плазматрон и измерены концентрации продуктов горения и частичного окисления газовых смесей при инициации распределенной неравновесной искрой в диапазоне стехиометрических соотношений [0.05.0.5].

• Создан плазматрон для стабилизации частичного окисления богатых [2.5.3.5] смесей углеводород-воздух. Построена физико-химическая модель плазмохимического реформера частичного окисления углеводородов в сингаз. Проведены оценки эффективности инициирования различных фаз реформинга наносекундным высоковольтным разрядом в различных топливо-воздушных смесях. Показано, что плазмохимическое стимулирование реформинга эффективно в кислородной фазе и не может стимулировать фазу парового реформинга. На основе разработанной модели создан компактный высокоэффективный плазменный реформер с максимальной мощностью по топливу 50 кВт и выходом водорода, достигающим 80% от теоретически достижимого.

1. A. Starikovskii Plasma Supported Combustion // 1. vited Lecture, P 326 30th Interantional Symposium on Combustion, Чикаго, 2004.

2. И. H. Косарев Исследование воспламенения горючих смесей с помощью неравновесной ¦плазмы наносекундного разряда!/ Дисс. на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н. Москва, 2008.

3. A. E. Ракитин Инициирование детонации в газах высоковольтным наносекундным разрядом //Дисс. на соиск. уч. степ, к.ф.-хм.н. Долгопрудный, 2009.

4. N. В. Anikin Oxidation of saturated hydrocarbons under the effect of nanosecond pulsed space discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 39 (2006) 3244−3252.

5. W. Boeck, W. Pfeiffer Conduction and breakdown in gases // Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, vol. 4 P 130.

6. H. W. Drawin Thermodynamic properties of equilibrium and nonequilibrium states of plasmas // Reactions under Plasma Conditions, Wiley, vol 1 (1971), pp53−238.

7. С. H. Kruger Nonequilibrium discharges in air and nitrogen plasmas at atmospheric pressure I/ Pure Appl. Chem. 74 (2002) 337−347.

8. M. Laroussi, X. Lu, C. Malott A Non-Equilibrium Diffuse Discharge in Atmospheric Pressure Air U Plasma Sources Sci. Technol. 12 (2003) pp. 53−56.

9. Handbook of Chemistry and Physics. // -CRC, 1997.

10. В. М. Penetrante Identification of mechanisms for decomposition of air pollutants by non-thermal plasma processing // Plasma Sources Sci. Technol. vol. 6 (1997) p 251.

11. M. J. Druyvesteyn, F. M. Penning The Mechanism of Electrical Discharges in Gases of Low Pressure // Rev. Mod. Phys. vol.12 (1940) 87−174.

12. Ю. П. Райзер Физика газового разряда. -М.: Наука, 1992.

13. P. Bletzinger, В. N. Ganguly, D. Van Wie, A. Garscadden Plasmas in High Speed Aerodynamics // Journal of Physics D: Applied Q29 Physics, Vol. 38 (2005) pp. R33-R57.

14. G. I. Mishin Experimental Investigation of the Flight of a Sphere in Weakly Ionized Air // AIAA-97−2298, Атланта, США, 1997.

15. H. Lowry, M. Smith, P. Sherrouse, J. Felderman, J. Drake, M. Bauer, D. Pruitt, D. Keefer Ballistic Range Tests in Weakly Ionized Argon // AIAA-99−4822 3rd Weakly Ionized Gas Workshop, Норфолк, США, 1999.

16. G. V. Candler, J. D. Kelley, S. 0. Macheret, M. N. Shneider, I. Adamovich Effects of Vibrational Excitation, Thermal N on-Uniformities, and Unsteady Phenomena on Supersonic Blunt-Bodies // AIAA J. 40(9) (2002) pp 1803−10.

17. O. W. Greenberg, H. K. Sen, Y. M. Treve Hydrodynamic Model of Diffusion Effects on Shock Structure in a Plasma // Phys. Fluids vol. 3 (1960) p. 379.

18. M. Y. Jaffrin Shock Structure in a Partially Ionized Gas // Phys. Fluids vol.8 (1965) p. 606.

19. N. Hershkowitz Review of recent laboratory double layers experiments // Space Sci. Rev. 41 (1985) 351.

20. P. Bletzinger, B. N. Ganguly // Phys. Lett. A 258(1999) 342−346.

21. S. O. Macheret, Y. Z. Ionikh, N. V. Chemysheva, A. P. Yalin, L. Martinelli, R. B. Miles Shock wave propagation and dispersion in glow discharge plasmas // Phys. Fluids 13 (2001) 2693.

22. A. R. White, P. Palm, E. Plonjes, V. Subramaniam, I. Adamovich Effect of electron density on shock wave propagation in optically pumped plasmas // J. Appl. Phys. 91 (2002) 2604.

23. A. Klimov, S. Leonov, A. Pashina, V. Skvortsov, T. Cain, B. Timofeev Influence of a Corona Discharge on the Supersonic Drag of an Axisymmetric Body // AIAA-99−4856, Норфолк, США, 1999.

24. Yu. F. Kolesnichenko, G. V. Brovkin, S. B. Leonov, A. A. Krylov, V. A. Lashkov, I. Ch. Mashek, A. A. Gorynya, M. I. Ryvkin Investigation of AD-Body Interaction with Microwave Discharge Region in Supersonic Flows //AIAA-2001;0345, Рино, США, 2001 .

25. Yu. F. Kolesnichenko, V. G. Brovkin, D. V. Khmara, V. A. Lashkov, I. Ch. Mashek, M. I. Ryvkin // Proc. 4th Int. Workshop on Thermochemical and Plasma Processes in Aerodynamics, 2004.

26. V. M. Shibkov, V. A. Chernikov, A. P. Ershov, S. A. Dvinin, Ch. N. Raffoul, L. V. Shibko-va, I. B. Timofeev, D. M. Van Wie, D. A. Vinogradov, A. V. Voskanyan Surface microwave discharge in supersonic airflow // AIAA-2001;3087, Анахайм, США, 2001.

27. Д. Ф. Латфуллин Импульсный скользящей поверхностный разряд в газодинамическом потоке // Дисс. на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н. Москва, 2009.

28. I. Ivanov, I. Kryukov, D. Orlov, I. Znamenskaya Investigations of shock wave interaction with nanosecond surface discharge // Experiments in Fluids vol. 48 (2010).

29. M. M. Нуднова Динамика и структура воли ионизации в наносекундном диапазоне при высоких перенапряжениях в различных конфигурациях разрядного промежутка // Дисс. на соиск. уч. степ, к.ф.-м.н. Долгопрудный, 2009.

30. Е. Moreau Airflow control by non-thermal plasma actuators // J. Phys. D: Appl. Phys. 40(2007) 605−636.

31. D. V. Roupassov, A. A. Nikipelov, M. M. Nudnova, A. Yu. Starikovskii Acoustic Noise and Flow Separation Control by Plasma Actuator // Proc. 19th ESCAMPIG, Гранада, Испания, 2008.

32. J. R. Roth Aerodynamic flow acceleration using paraelectric and peristaltic electrohydro-dynamic effects of a one atmosphere uniform glow discharge plasma // Phys. Plasmas 10 (2003) 2117−26.

33. S. M. Starikovskaia Plasma assisted ignition and combustion // J. Phys. D: Appl. Phys. 39 (2006) R265-R299.

34. N. A. Popov The Effect of Nonequilibrium Excitation on the Ignition of Hydrogen-Oxygen Mixtures // High Temperature, Vol. 45 (2007) No. 2, pp. 261—279.

35. U. Maas, J. Warnatz Ignition process in hydrogen-oxygen mixtures // Combust. Flame 74 (1988) 53−69.

36. A. S. Gaivoronskiil. M. Razhanskii Numerical model of the development of cathode-directed streamer in air gaps with non-uniform field // Zh. Tekh. Fiz. 56 (1986) 1110−6.

37. R. Morrow, J. J. Lowke Streamer propagation in air //J. Phys. D: Appl. Phys. 30 (1997) 614−27.

38. S. Pancheshnyi, M. Nudnova, A. Starikovskii Development of a cathode-directed streamer discharge in air at different pressures: experiment and comparison with direct numerical simulation // Phys. Rev. E 71 (2005) 16 407.

39. R. Ono, T. Oda Dynamics and density estimation of hydroxyl radicals in a pulsed corona discharge //J. Phys. D: Appl. Phys. 35 (2002) 2133−2138.

40. W. Liang, J. Lane, N. P. Cernansky, D. L. Miller, A. Fridman, A. Yu. Starikovskiy Plasmaassisted Ignition Kinetics below Self-Ignition Threshold in Hydrogen and Hydrocarbon-Air Mixtures // Proc. ESCAMPIG XX, Новый Сад, Сербия, 2010.

41. В. Г. Самойлович, В. И. Гибалов, К. В. Козлов Физическая химия барьерного разряда // Издательство МГУ, 1989.

42. К. V. Kozlov, Н.-Е. Wagner, R. Brandenburg, P. Michel Spatio-ternporally resolved spectroscopic diagnostics of the barrier discharge in air at atmospheric pressure //J. Phys. D: Appl. Phys. 34 (2001) 3164−3176.

43. I. Stefanovic, N. K. Bibinov, A. A. Deryugin, I. P. Vinogradov, A. P. Napartovich, K. Wiesemann Kinetics of ozone and nitric oxides in dielectric barrier discharges in O2/NO—X and N2/02/N0x mixtures // Plasma Sources Sci. Technol. 10 (2001) 406−16.

44. S. M. Starikovskaia, E. N. Kukaev, A. Yu. Kuksin, M. M. Nudnova, A. Yu. Starikovskii Analysis of the spatial uniformity of the combustion of a gaseous mixture initiated by a nanosecond discharge // Combust. Flame 139 (2004) 177−87.

45. N. B. Anikin, S. M. Starikovskaia, A. Yu. Starikovskii Uniform nanosecond gas breakdown of negative polarity: initiation from electrode and propagation in molecular gases // J. Phys. D: Appl. Phys. 34 (2001) 177−88.

46. R. F. Haley, P. R. Smy Electrically induced turbulence—the short duration spark //J. Phys. D: Appl. Phys. 22 (1989) 258−65.

47. R. Reinmann, M. Akram Temporal investigation of a fast spark discharge in chemically inert gases // J. Phys. D: Appl. Phys. 30 (1997) 1125−34.

48. S. B. Leonov, D. A. Yarantsev, A. P. Napartovich, I. V. Kochetov Plasma-Assisted Combustion of Gaseous Fuel in Supersonic Duct //IEEE Transactions on Plasma Science, vol 34 (2006) 6.

49. N. Chintala, R. Meyer, A. Hicks, A. Bao, J. W. Rich, W. R. Lempert, I. V. Adamovich Nonthermal ignition of prernixed hydrocarbon-air flows by nonequilibrium radio frequency plasma // J. Propul. Power 21 (2005) 583−90.

50. E. И. Минтусов Термически-неравновесное управление пламенами при помощи плазмы газового разряда // Дисс. на соиск. уч. степ. к.ф.-ivi.H. Москва, 2006.

51. S. R. Turns An introduction to combustion: concepts and applications // Mc Graw Hill Int., 2000.

52. W. Kim, H. Do, M. G. Mungal, M. Cappelli //IEEE Trans on Plasma Science 34 (2006) p. 2545.

53. J. H. Bromly, F. J. Barnes, R. Mandyczewsky, T. Edwards, B. Haynes // 24th Symp. (Int) Comb., The Combustion Institute (1992).

54. J. T. Herron Modeling Studies of the Formation and Destruction of NO in Pulsed Barrier Discharges in Nitrogen and Air // Plasma Chemistry and Plasma Processing, Vol. 21 (2001) No. 4.

55. I. A. Kossyi, A. Yu. Kostinsky, A. A. Matveyev, V. P. Silakov Kinetic Scheme of the Nonequilibrium Discharge in Nitrogen-Oxygen Mixtures // Plasma Sources Sci. Teclinol., vol. 1 (1992) pp. 207−220.

56. С. Б. Леонов Воздействие электрических разрядов на структуру и параметры высокоскоростного воздушного потока // Дисс. на соиск. уч. степ, д.ф.-м.н. Москва, 2006.

57. V. I. Khorunzhenko, D. V. Roupassov, S. M. Starikovskaia, A. Yu. Starikovskii Hypersonic Shock Wave Low Temperature Nonequilibrium Plasma Interaction // Proc. AIAA Paper AIAA-2003;5048, Рино, США, 2003.

58. D. F. Opaits, D. V. Roupassov, S. M. Starikovskaia, A. Yu Starikovskii Shock Wave Interaction with Nonequilibrium Plasma of Gas Discharge Proc. 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Q30 AIAA, Рестон, США, 2004.

59. J. S. Shang Plasma Injection for Hypersonic Blunt Body Drag Reduction // AIAA Journal, Vol. 40 (2002) No. 6, pp. 1178−1186.

60. A. Yabe, Y. Mori, K. Ilijikata EHD Study of the Corona Wind Between Wire and Plate Electrodes // AIAA Journal, Vol. 16 (1978) pp. 340−345.

61. J. R. Roth, D. M. Sherman, S. P. Wilkinson Boundary Layer Flow Control with a One Atmosphere Uniform Glow Discharge Surface Plasma // AIAA Paper N98−0328, Рино, США, 1998.

62. J. R. Roth, D. M. Sherman, S. P. Wilkinson Electro-hydrodynarnic Flow Control with a Glow Discharge Surface Plasma // AIAA Journal, Vol. 38 (2000) pp. 1166.

63. J. R. Roth, X. Dai Optimization of the Aerodynamic Plasma Actuator as an Electrohydro-dynamic (EHD) Electrical Device // 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Рестон, США, 2006.

64. H. Do, W. Kim, M. G. Mungal, M. A. Cappelli Bluff Body Flow Separation Control Using Surface Dielectric Barrier Discharges // AIAA Paper 2007;939, Рино, США, 2007.

65. J. Lopera, Т. T. Ng, Т. C. Corke Aerodynamic Control of 1303 UAV Using Windward Surface Plasma Actuators on a Separation Ramp // AIAA Paper 2007;636, Рино, США, 2007.

66. D. F. Opaits, D. V. Roupassov, S. G. Saddoughi, S. M. Starikovskaia, I. N. Zavialov, A. Yu. Starikovskii Plasma Control of Boundary Layer Using Low-Temperature Non-Equilibrium Plasma of Gas Discharge 11 AIAA Paper 2005;1180, Рино, США, 2005.

67. D. V. Roupassov, I. N. Zavyalov, A. Yu. Starikovskii, S. G. Saddoughi Boundary Layer Separation Plasma Control Using Low-Temperature Non-Equilibrium Plasma of Gas Discharge // AIAA Paper 2006;373, Рино, США, 2006.

68. D. V. Roupassov, I. N. Zavyalov, A. Yu. Starikovskii, S. G. Saddoughi Boundary Layer Separation Control by Nanosecond Plasma Actuators // AIAA Paper 2007;4530, Рино, США 2007.

69. A. V. Berdushev, I. V. Kochetov, A. P. Napartovich Molecular Gas Heating by Pulsed MW Discharge // High Temperature (Teplofizika Vysokikh Temperatur), Vol. 26 (1988) No. 4, pp. 661−666.

70. J. F. Loiseau, J. Batina, F. Noel, R. Peyrous Hydrodynamical Simulation of the Electric Wind Generated by Successive Streamers in a Point-to-Plane Reactor // Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 35 (2002) pp. 1020−1031.

71. D. V. Roupassov, A. A. Nikipelov, M. M. Nudnova, A. Yu. Starikovskii Flow separation control by plasma actuator with pulse nanosecond periodic discharge // AIAA Journal. Vol. 47 no. 1 (2009), pp. 168−185.

72. R. S. Sigmond, I. H. Lagstadt Mass and Species Transport in Corona Discharges // Journal of High Temperature Chemical Q37 Processes, Vol. 2 (1993) pp. 417−36.

73. T. Unfer, J. P. Boeuf Modelling of a nanosecond surface discharge actuator // J. Phys. D: Appl. Phys. 42 (2009).

74. A. Yu. Starikovskii, A. A. Nikipelov, M. M. Nudnova, D. V. Roupassov SDBD plasma actuator with nanosecond pulse-periodic discharge // Plasma Sources Sci. Technol. 18 (2009).

75. D. R. Crosley, R. K. Lengel Relative transition probabilities and the electronic transition moment in the A-X system of OH // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 15 (1975) 579 591.

76. W. Hubschmid, R. Bombach Laser Spectroscopy in Combustion Research, ERCOFTAC Summerscchool Introduction to Numerical and Experimental Methods in Combustion Research // Swiss Federal Institute of Technology, Цюрих, Швейцария, 2002.

77. С. Т. Суржиков Атлас спектральных сечений поглощения электронных и колебательных систем полос двухатомных молекул // М., 1997.

78. P. Desgroux, L. Gasnot Correction of LIF temperature measurements for laser absorbtion and fluorescece trapping in a flame // Appl. Phys. В 16 (1995) 401−407.

79. W. Hubschmid, R. Bombach Laser Spectroscopy in Combustion Research // Paul Scherrer Institut CH-52 Villigen PSI Switzerland.

80. Katharina Kohse-Hoinghaus Applied Combustion Diagnostics // Taylor & Francis 2002.

81. M. Letzgus, A. Brockhinke, K. Hoinghaus LASKINv2 A Simulation Program for Time-Resolved LIF-Spectra //University of Bielefeld, Faculty of Chemistry, Physical Chemistry I, http://pcl.uni-bielefeld.de/ laskin.

82. R. Ono, T. Oda Ozone production process in pulsed positive dielectric barrier discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 40 (2007) 176−182.

83. Q. V. Nguyen, R. W. Dibble, C. D. Carter, C. J. Fiechtner, R. S. Barlow Raman-LIF Measurments in Temperature, Majot Species, OH and NO in a Methane-Air Bunsen Flame // Combustion and Flame, 105 (1996) 499−510.

84. J. R. Rostrup-Nielsen New aspects of syngas production and use // Catalysis Today 63 (2000) (2−4):159−164.

85. F. Fischer, H. Tropsch The composition of products obtained by the petroleum synthesis j I Brennst Chemistry 39 (3), 1928.

86. A. Tsolakis, A. Megaritis, M. L. Wyszynski Application of Exhaust Gas Fuel Reforming in Compression Ignition Engines Fueled by Diesel and Biodiesel Fuel Mixtures // Energy & Fuels 17 (2003) 1464−1473.

87. U. Asad, M. Zheng EGR Oxidation and Catalitic Fuel Reforming for Diesel Engines // ASME Internal Combustion Engine Division 2008, ICES-2008;1684.

88. Ю. Д. Королев, Г. А. Месяц Физика импульсного пробоя газов // М.: Наука, 1991.

89. A. Fridman, A. Chirokov, A. Gutsol Non-thermal atmospheric pressure discharges // Journal of Physics D: Applied Physics 38 (2005) 2:1−24.

90. Y. Yang Methane conversion and reforming by nonthermal plasma on pins // Industrial and Engineering Chemistry Research 41 (2002) (24):5918−5926.

91. B. Eliasson, U. Kogelschatz Modeling and application of silent discharge plasmas // IEEE Transaction on Plasma Science 19 (1991) (2):309−323.

92. J. Park, I. Henins, H. W. Herrmann, G. S. Selwyn, J. Y. Jeong, R. F. Hicks, D. Shim, C. S. Chang An atmospheric plasma source j I Applied Physics Letters 76 (2000) (3):288−290.

93. Н. D. Gesser, N. R. Hunter, D. Probawono The C02 reforming of natural gas in a silent discharge reactor 11 Plasma Chemistry Plasma Process 18 (1998) (2):241−245.

94. Q. Wang, В. H. Yan, Y. Jin, Y. Cheng Investigation of dry reforming of methane in a dielectric barrier discharge reactor // Plasma Chemistry Plasma Process 29 (2009) (3):217−228.

95. H. Sekiguchi, Y. Mori Steam plasma reforming using microwave discharge // Thin Solid Films 435 (2003) (l-2):44−48.

96. Q. Zhang, Y. J. Yang, J. S. Zhang, Q. Liu Study on the conversion of СЩ and C02 using a pulsed microwave plasma under atmospheric pressure // Acta Chimica Sinica 60 (2002) (11):1973;1980.

97. A. A. H. Mohamed, R. Block, К. H. Schoenbach Direct current glow discharge in atmospheric air // IEEE Transactions on Plasma Science 30 (2000) (1): 182−183.

98. A. M. Ghorbanzadeh, R. Lotfalipour, S. Rezaei Carbon dioxide reforming of methane at near room temperature in low energy pulsed plasma // International Journal of Hydrogen Energy 34 (2009) (l):293−298.

99. A. Czernichowski Electrically assisted conversion of carbon dioxide into synthesis gas // Greenhouse Gas Control Technologies (1999) 439.

100. A. Fridman, S. Nester, L. A. Kennedy, A. Saveliev, O. Mutaf-Yardimci Gliding arc gas discharge // Progress in Energy and Combustion Science 25 (1998) (2):211−231.

101. A. Indarto, J. W. Choi, H. Lee, H. K. Song Effect of additive gases on methane conversion using gliding ac discharge // Energy 31 (2006) pp. 2986−2995.

102. G. Vourliotakis, G. Skevis, M. A. Founti, Z. Al-Hamamre, D. Trimis Detailed kinetic modelling of the T-POX reforming process using a reactor network approach // Int. J. of Hydr. Energy 33 (2008) 2816−2825.

103. E. Mintoussov, E. Anokhin, A. Starikovskii Plasma-Assisted Combustion and Fuel Reforming // AIAA Paper 2007;1382, Рино, США, 2007.

104. A. Nikipelov, I. Popov, G. Correale, A. Rakitin, A. Starikovskii Ultra-lean flames stabilization by high-voltage nanosecond pulsed discharge // Proc. ESCAMPIG XX, Новый Сад, Сербия, 2010.

105. E. M. Bazelyan, Yu. P. Raizer Spark Discharge // Elsevier, 1998.

106. S. V. Pancheshnyi, D. A. Lacoste, A. Bourdon, С. O. Laux Ignition of propane-air mixtures by a repetitively pulsed nanosecond discharge // IEEE Transactions on Plasma Science 34 (2006) 2478−2487.

107. N. L. Aleksandrov, S. V. Kindysheva, M. M. Nudnova, A. Yu. Starikovskiy Mechanism of ultra-fast heating in a nonequilibrium weakly-ionized air discharge plasma in high electric fields // J. Phys. D: Appl. Phys. 43 (2010).

108. Шлирен снимки обтекания шара, движущегося со скоростью 2000 м/с в воздухе (А) и в положительном столбе тлеющего разряда в воздухе (В), 16. 15.

109. Отклонения лазерных лучей в двухпучковой схеме при прохождении акустической ударной волны в невозмущенном газе (вверху) и в положительном столбе тлеющего разряда с током 20 мА в азоте при давлении 15 Topp, 22. 16.

110. Стабилизированный при М=2 поверхностный микроволновой разряд и изменение гидродинамического сопротивления пластинки ниже по потокупри его включении и выключении, 28. 18.

111. Ударная волна в воздухе при 175 Topp через 6 мкс после импульсного разряда в форме плазменного листа, 29. 18.

112. Обтекание аэродинамического профиля при скорости набегающего потока 2.85 м/с в отсутствие разряда (а) и с диэлектрическим барьерным разрядомс переменным питанием, расположенным на передней кромке крыла (Ь), 34. 20.

113. Пределы воспламенения смеси кислород-водород согласно работе 37.. 22.

114. Схематическое устройство плазменной горелки с запиранием потока, исследованной в 56. 29.

115. Пределы различных режимов горения для пропано-воздушной горелки с наносекундным разрядом, ниже линии 1 пламя срывает в отсутствие разряда, в области 5 срывает даже пилотное пламя, начинающееся в области разряда, из работы 56. 30.

116. Устройство актуатора, 79. 37.

117. Осциллограммы высоковольтных импульсов для различных генераторов... 38.

118. Дополнительная скорость, создаваемая актуатором. Импульсы длительностью 25 не, Время нарастания 8 не. Частота следования импульсов 1 кГц, амплитуда импульсов 20 кВ, 79. 40.

119. Снимки развития поверхностного наносекундного катодонаправленного разряда. Экспозиция каждого кадра 0.5 не. Напряжение, подаваемое на разрядный промежуток 14 кВ, длительность импульса напряжения на полувысоте — 25 не, 79. 41.

120. Снимки развития поверхностного наносекундного анодонаправленного разряда. Экспозиция каждого кадра 0.5 не. Напряжение, подаваемое на разрядный промежуток 14 кВ, длительность импульса напряжения на полувысоте — 25 не, 79. 41.

121. Схема эксперимента по измерению давления газа в пограничном слое. 42.

122. Динамика давления в нагретом слое для импульсов напряжений 16.5, 19 и24 кВ. Зависимость давления от энерговклада. 43.

123. Зависимость дополнительного давления над актуатором от энерговклада. Черные символы — отрицательная, синие — положительная полярность открытого электрода. 45.

124. Зависимость динамики давления в плазменном слое от времени. Синяя кривая положительная полярность открытого электродачернаяотрицательная. V — 24 кВ. 46.

125. Зависимость числа Маха формирующейся ударной волны от величины перегрева слоя. 52.

126. Распространение ударной волны от симметричного актуатора (геометрия В). Напряжение импульса 24 кВ в кабеле, длительность — 50 не. А, В —2 мке после импульса, С, Б 20 мке. 55.

127. Последовательность шлирен-снимков потока, набегающего на аэродинамический профиль при скорости 30 м/с, после присоединения потока при включении разряда. Нитки, выдные ранее, теперь увлечены потоком. 57.

128. Взаимодействие вихря и потока над при скорости набегающего потока 30 м/си угле атаки 28°. 58.

129. Переходы между энергетическими уровнями при возбуждении ифлуоресценции. 62.

130. Тушение флуоресценции при различных давлениях по 85. 65.

131. Расчет флуоресценции ОН при значительной плотности накачки для сухого воздуха и продуктов нормального горения. 66.

132. Расчет флуоресценции ОН при малой плотности накачки для сухого воздухаи продуктов нормального горения. 67.

133. Снимок развития наносекундного барьерного разряда, экспозиция 0.5 не. А- 4 не задержка, В 7 не задержка. 70.

134. Снимок развития разряда, экспозиция 0.5 не. С 10 не задержка, D — 14 не задержка. 70.

135. Снимок развития разряда, экспозиция 0.5 не. Е 20 не задержка, F — 30 не задержка. 71.

136. Интегральные (экспозиция 100 не) снимки развития катодонаправленного стримера в подогретом потоке (А) и пламени (В). 71.

137. Результаты абсолютных ЛИФ измерений концентрации ОН в канале положительного наносекундного барьерного разряда в подогретой перемешанной смеси метан-воздух. 73.

138. Время снижения концентрации ОН в 10 раз для различных температур... 74.

139. Устройство плазменно-стимулированной горелки и системы электродов, по55. 75.

140. Установка для изучения распределения ОН с помощью ЛИФ. 76.

141. Сигнал линейного ЛИФ для пропано-воздушного пламени. 78.

142. Рассчитанный в LIFBASE спектр линейного ЛИФ. 78.

143. ЛИФ предварительно перемешанного метано-воздушного пламени со стехиометрическим отношением 1 с наложенным сигналом хемолюменисценции. 79.

144. Расчет в LASKIN спектра флуоресценции с учетом функции пропускания интерфильтров. 80.

145. Расчет в LIFBASE спектра насыщенного ЛИФ при 600 К и 2000 К. 81.

146. ИК-Фурье спектр поглощения продуктов сгорания пропана. 82.

147. Зависимость скорости срыва пламени от частоты и амплитуды высоковольтных импульсов. 83.

148. Снимок развития НБР в присутствии пламени, экспозиция 0,5 не. 84.

149. ЛИФ снимки пламени с разрядом с наложенной картиной развития разряда.

150. А) и пламени без разряда (В). 85.

151. Фотография развития наносекундного барьерного разряда в воздухе в отсутствие пламени, по 55. 86.

152. Изменение в концентрации СО2 под действием наносекундного барьерного разряда. 87.

153. Изменение в концентрации СО под действием наносекундного барьерного разряда. 87.

154. Расчет температуры в реакционной камере реформера с внутренним возвратом тепла с включенным механизмом горения метана.100.

155. Снимки реакционной камеры реформера с внутренним возвратом тепла при работающем (А) и выключенном (В) плазматроне.101.

156. Концентрация водорода в продуктах реформинга пропана без разряда и с разрядом.102.

157. Плазматрон с наносекундной искрой, развивающейся вдоль по подогретому топливо-воздушному потоку.103.

158. Плазматрон с наносекундной искрой, развивающейся вдоль по подогретому топливо-воздушному потоку.117.

159. Осциллограммы с делителя напряжения на генераторе высоковольтных наносекундных импульсов, соответствующие стримерному и искровому режимам работы плазматрона.118.

160. Стримерный режим плазматрона, выдержка 1/500 с, импульсы напряжения- 10 кВ, 12 не, 5 кГц.118.

161. Плазматрон в режиме распределенной искры, выдержка 1/500 с, импульсы напряжения 10 кВ, 12 не, 10 кГц.119.

162. Зависимость энерговклада от частоты и амлитуды высоковольтных импульсов. Поток через плазматрон отсутствует, разоряд развивается при нормальных условиях. Стримерному режиму отвечает энерговлад 30%, распределенной искре 60%.119.

163. Зависимость энерговклада от частоты и амлитуды высоковольтных импульсов. Поток через плазматрон 100 нормальных литров при комнатной температуре в минуту. Стримерному режиму отвечает энерговлад 30%, распределенной искре 60%.120.

164. Зависимость энерговклада от частоты и амлитуды высоковольтных импульсов. Поток через плазматрон 100 нормальных литров при температуре 260 С в минуту. Стримерному режиму отвечает энерговлад 30%, распределенной искре 60%.120.

165. Зависимость энерговклада от частоты и амлитуды высоковольтных импульсов. Поток через плазматрон 60 нормальных литров при комнатной температуре в минуту. Стримерному режиму отвечает энерговлад 30%, распределенной искре 60%.121.

166. Снимок развития разряда в режиме распределенной искры при потоке через плазматрон 60 нормальных литров в минуту. Видно, что разряд развиваетсяне по кратчайшему расстоянию, и следует за потоком.121.

167. Схема эксперимента по развитию последовательных стримеров.122.

168. Временная диаграмма экспериментов по развитию последовательных стримеров.122.

169. Развитие стримерного разряда в воздухе в промежутке 5 мм.126.

170. Схема установки для изучения воспламенения предварительно перемешанной подогретой смеси углеводород-воздух с помощью распределенной наносекундной искры.126.

171. Зависимость от стехиометрического отношения продуктов воспламенения смеси пар дизтоплива воздух и температуры.129.

172. Схема установки по реформированию пара дизтоплива в сингаз.130.

173. Совместный расчет течения сингаза в реформере и распределения температуры внутри реформера.131.

174. Зависимость концентраций продуктов реформинга и температуры в реакционной камере от времени.132.

175. Зависимость выхода сажи в г/мин от стехиометрического отношения продуктов реформинга.134.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!