对常温、常压下定容燃烧弹中的甲烷/空气预混贫燃火焰的传播和燃烧特性进行了研究,对比了相同电压有效值下15 k Hz高频交流电压和直流电压对火焰的影响。结果表明:两种电压加载方式下,火焰形状均发生变形,当过量空气系数一定时,交流电场作用下的火焰在水平方向上的拉伸比直流电场下的剧烈,且混合气越稀,两者差异越明显;与未加载电压相比,当过量空气系数为1.2、1.4和1.6时,交流电场作用下的平均火焰传播速度分别提高49.14%、76.54%、117.65%,直流电场下分别提高41.38%、58.02%、62.75%,交流电场下压力峰值增幅分别为9.48%、11.48%、14.20%,直流电场下增幅分别为4.46%、5.25%、8.76%。因此,相同电压有效值下,15 k Hz高频交流电场对火焰的促进作用较直流电场更明显。
为研究不同电压有效值的低频交流电场对预混稀燃火焰的影响,在40 Hz交流电压作用下,对常温、常压下定容燃烧弹中过量空气系数λ为1.2,1.4和1.6时的甲烷/空气火焰的传播特性和燃烧压力进行研究。研究结果表明:混合气越稀,火焰在电场中传播的时间越长,电场对火焰的作用效果越明显;40 Hz交流电压作用下,火焰均在水平方向被拉伸,且拉伸的程度与电压有效值正相关,平均火焰传播速度和燃烧压力随着电压有效值的增大而增大;与未加载电压相比,当过量空气系数λ=1.6,电压有效值U为1,2,3,4和5 k V时,平均火焰传播速度分别提高17.24%,32.76%,46.55%,55.17%和74.14%,相对燃烧压力增大率的最大值分别为0.19,0.24,0.36,0.49和0.65。
为了提高天然气燃烧速度,促进火焰传播,提高火焰稳定性,研究了稀燃条件下电场对层流预混火焰的影响。进行了常温、常压下的定容燃烧弹试验,分析了负电场和高频交流电场对天然气/空气预混稀燃火焰形状、燃烧压力、压力升高率、火焰燃烧期的影响。结果表明:过量空气系数1.6下,加载交直流电场均使火焰发生形变;当加载直流-5 kV电场与有效值为5 kV频率5、10、15和25 k Hz交流电场时,燃烧压力峰值分别增大6.96%、8.84%、10.50%、13.78%、14.40%,峰值到达时间提前14.67%、13.58%、18.93%、25.41%、27.97%;加载交直流电场,主要使火焰初始燃烧期缩短。交直流电场对火焰均有促进作用,且高频交流电场对火焰的促进作用优于直流电场。
