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等离子体辅助燃烧应用前景广阔

已有 6334 次阅读 2012-7-9 14:33 |个人分类:栏目:封面图片说明|系统分类:观点评述| 基督教, 等离子体, 稳定性

      现代战争的需求推动了美国高超声速飞行器的研制步伐,2010年美国成功试飞了X51,飞行速度达到了6.5马赫数。“在飓风中点燃并维持一根火柴燃烧”,《基督教箴言报》这样形容超燃冲压发动机中点火和稳定燃烧的难度。可见,超声速点火和燃烧是超燃冲压发动机研究中的一项关键技术,世界上多个国家对其高度重视,投入了大量人力物力开展研究。对于超声速燃烧,流体驻留时间短成为困扰学者的一大难题,如101kPa下温度为1000—1500K时,乙烯/空气的点火延迟为30ms—20?滋s,而马赫数为2—3的流体在长1m的燃烧室驻留时间仅为1ms,流体留驻在燃烧室的时间与化学反应时间处于同一量级,很难达到充分燃烧。
      采用等离子体点火和助燃会有诸多好处,等离子体不仅能快速加热气流,而且非平衡等离子体还会产生大量化学活性物质,如处于激发态的分子和自由基,可以实现大范围点火、减小点火延迟、改善火焰稳定性、拓宽可燃极限等。近年来,等离子体点火和助燃成为国际上应用基础研究领域颇受关注的一个研究方向。
      多年来,俄罗斯在等离子体点火和辅助燃烧方面的研究一直保持国际领先水平。莫斯科科学院高温所的Leonov,莫斯科物理技术学院的D.V. Roupassov、S. M. Starikovskaia、A.Yu. Starikovskii,俄罗斯中央空气动力研究院的Efimov是其中的佼佼者,他们开展了大量开创性工作,引领了等离子体点火和助燃的发展方向。
      俄罗斯科学院高温研究所是俄罗斯在能源和热物理领域的顶级研究机构,该机构在1960年创建之初就开始了低温等离子体的研究。该所主办的刊物High Temperature(《高温》)最近几年每期中都会报道等离子体点火和助燃方面的研究。
      跟踪学习俄罗斯的研究成果,并与之开展国际合作与学术交流,无疑是加快中国在该领域发展的有效方式。《科技导报》2012年第17期66—72页刊登了李钢等的综述文章“俄罗斯等离子体点火和辅助燃烧的研究进展”,对俄罗斯在等离子体点火和助燃方面的研究进展,以及相关的研究机构和出版的刊物进行了介绍。本期封面图片为X51飞行器(源自http://www.google.com.hk/search?q=X51&hl=zh-CN&newwindow=1&safe=strict&tbm=isch&prmd=imvns&source=lnt&tbs=isz:l&sa=X&ei=w77nT9uDCq-viQeMldlY&ved=0CCcQpwUoAQ&biw=1065&bih=617),本期封面由金功博设计。
(责任编辑   齐志红)


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