王美琪，陈 雷，曾 文，杨 昆，马洪安，裴 欢

(沈阳航空航天大学 辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室，沈阳 110136)

甲烷是自然界中分布最广、最简单的碳氢化合物[1]，研究等离子体辅助甲烷燃烧机理对其他烃类的研究具有重要意义。但等离子体激发甲烷燃烧反应机理的研究仍缺乏完整的机理文献和足够的数据支持，有待进一步研究[2-3]。

Nagaraja[4]研究了脉冲纳秒介质阻挡放电等离子体的点火特性，发现在放电初始产生的活性粒子如OH、H和O等加速了混合气中H原子的离解，并使反应温度有较大程度的提高;Ju[5]在等离子体助燃条件下对煤油-空气和甲醚-空气预混扩散火焰进行实验研究，结果显示，非平衡等离子体可以有效地促进低温点火成功和燃料氧化；等离子体中的活性粒子能够增强燃料的氧化程度从而导致点火成功。

目前，等离子体助燃反应机理的模拟研究还处于探索阶段，对等离子体强化燃烧的机理问题尚未进行深入研究[6-7]。为了探究等离子体对甲烷的点火特性影响，本文在CH4/空气混合气体中分别添加不同浓度的H、OH自由基来模拟等离子体激励甲烷燃烧，研究等离子体对甲烷着火延迟时间的影响。

1 研究方法

1.1 模型选择

等离子体增强甲烷点火过程涉及等离子体化学、物理和燃烧理论[8-9]。在此过程中，各组分之间存在着高度复杂的物理化学反应、能量转换以及自由基的积累和消耗[10-11]。

基于已有的甲烷燃烧反应机理GRI Mech 3.0建立化学反应动力学模型[12-13]，在CH4/空气混合气的基础上分别添加H自由基和OH自由基，模拟等离子体激励甲烷点火过程。……