基于量子化學理論的等離子體助燃甲烷燃燒機制研究.pdf

1、等離子體助燃方式作為一種被廣泛應用的新型助燃方式，在航天、能源、環(huán)保等領域占有重要的地位。等離子體與燃燒體系的耦合，對燃燒的熱力、動力以及流體方面產(chǎn)生影響，造成了分析等離子體助燃機理的困難，故需結合等離子體物理、等離子體動力學、燃燒動力學、流體動力學，分析等離子體助燃機制以及對燃燒的強化效應。本文采用數(shù)值模擬與實驗測量相結合的方法，確定等離子體助燃甲烷主要的反應機理，研究助燃火焰的發(fā)射光譜，分析等離子體助燃甲烷燃燒的強化機制。
　

2、　量子化學是描述化學微觀反應的學科，本文以量子化學為理論基礎，基于已初步探明的等離子體助燃甲烷燃燒的主要反應，利用量子化學計算軟件Gaussian分析助燃主要反應路徑CH4→CH3→CH2O→HCO→CO→CO2，確定反應O2+H、CH4+OH/O/H，CH3+O和CH2O+ OH/O/H的反應步驟及反應活化能，繪制反應勢能面，獲得主要反應的反應機理，并完善等離子體助燃甲烷的主要反應途徑。同時利用Gaussian軟件分析在等離子體助燃環(huán)

3、境下主要基團的熱力學性質、結構特點、靜電勢分布及振動分布，得到主要基團的性質特征。
　　利用光譜儀測量等離子體助燃甲烷燃燒的火焰，獲得等離子體火焰不同部位的發(fā)射光譜，由于火焰不同部位包含的粒子不同，造成發(fā)射光譜的不同。改變輸入功率，研究發(fā)射光譜的改變情況，結果表明發(fā)射光譜的相對強度隨著輸入功率的增加而增加。此外利用LIFBASE軟件模擬N2+和OH的發(fā)射譜線，對比實驗測量結果擬合獲得N2+和OH隨著輸入功率變化的轉動溫度和振動溫度