Experimental investigation of non-equilibrium plasma-assisted ammonia flames using NH2* chemiluminescence and OH planar laser-induced fluorescence
Experimental investigation of non-equilibrium plasma-assisted ammonia flames using NH2* chemiluminescence and OH planar laser-induced fluorescence
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利用 NH2* 化学发光和 OH 平面激光诱导荧光进行非平衡等离子体辅助氨火焰的实验研究
DOI：
10.1016/j.proci.2022.07.001
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发表时间：
2023
影响因子：
3.4
通讯作者：
Sun, Wenting
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Choe, Jinhoon;Sun, Wenting
利用NH2*化学发光和OH平面激光诱导荧光（PLIF）技术，研究了纳秒脉冲非平衡等离子体对模型燃气轮机燃烧室氨燃烧的影响。在氨/空气预混液注射管出口处产生纳秒脉冲等离子体放电。宽带化学发光观察表明，等离子体可以提高氨/空气火焰的稳定性，并将附着火焰的状态扩展到较低的等效比。为了了解等离子体动力学和火焰动力学之间的耦合效应，测量了不同条件下氨/空气火焰的NH2*化学发光和OH PLIF。随着放电电压或放电功率的增加，NH2*化学发光强度和OH PLIF信号强度均增加，这一观察结果可以解释氨火焰稳定性提高的原因。在非常稀薄的条件下（等效比在0.48 ~ 0.57之间，不存在可见火焰），在等离子体激活的电极区域附近可以观察到NH2*化学发光和OH PLIF信号。如果空气被纯氮（N2）取代，NH2*的化学发光是可测量的，但非常微弱。随着氧化剂流中氧（O2）浓度的逐渐增加，在等离子体活化下，NH2*化学发光强度随O2浓度线性增加。这一发现表明，血浆辅助氨氧化过程中NH2*的产生可能与OH或氧相关物质的产生有关。电子对NH2*生成的直接影响可能是次要的。
This study investigates the effect of nano-second pulsed non-equilibrium plasma on ammonia combustion in a model gas turbine combustor using NH2* chemiluminescence and OH planar laser-induced fluorescence (PLIF). Nano-second pulsed plasma discharge is generated at the exit of the premixed ammonia/air mixture injection tube. Broadband chemiluminescence observation shows that plasma can improve the stabilization of ammonia/air flame and extend the attached flame regime to a lower equivalence ratio. To understand the coupling effect between plasma kinetics and flame dynamics, NH2* chemiluminescence and OH PLIF of ammonia/air flames are measured at different conditions. With the increase of discharge voltage or discharge power, both NH2* chemiluminescence intensity and OH PLIF signal intensity increase, and this observation may explain the improved stabilization of ammonia flames. At very lean condition (equivalence ratio between 0.48 and 0.57, no visible flame existed), both NH2* chemiluminescence and OH PLIF signal are observed in the proximity of electrode region with plasma activation. If air is replaced by pure nitrogen (N2), NH2* chemiluminescence is measurable but extremely weak. As the oxygen (O2) concentration in the oxidizer stream gradually increases, NH2* chemiluminescence intensity increases linearly with O2concentration under plasma activation. This finding indicates that the NH2* production in plasma-assisted ammonia oxidation process is possibly related to the production of OH or oxygen-related species. The direct electron impact on NH2* production might be secondary.
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影响因子：
5.3
作者：
Akira Shioyoke;J. Hayashi;Ryuichi Murai;N. Nakatsuka;F. Akamatsu
通讯作者：
Akira Shioyoke;J. Hayashi;Ryuichi Murai;N. Nakatsuka;F. Akamatsu
DOI：
10.1115/1.4024961
发表时间：
2013-10
影响因子：
1.5
作者：
D. Lacoste;J. Moeck;D. Durox;C. Laux;T. Schuller
通讯作者：
D. Lacoste;J. Moeck;D. Durox;C. Laux;T. Schuller
DOI：
10.1088/1361-6463/aad4dc
发表时间：
2018-08
期刊：
Journal of Physics D: Applied Physics
影响因子：
--
作者：
Jinhoon Choe;Wenting Sun
通讯作者：
Jinhoon Choe;Wenting Sun
DOI：
10.1016/j.proci.2014.08.025
发表时间：
2015-04
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Wookyung Kim;J. Snyder;J. Cohen
通讯作者：
Wookyung Kim;J. Snyder;J. Cohen
真实燃气轮机条件下的等离子体辅助燃烧室动力学控制
影响因子：
1.9
作者：
Wookyung Kim;J. Cohen
通讯作者：
J. Cohen