火焰稳定技术是超声速燃烧的关键技术,射流等离子体活化燃烧技术提供了一种低阻的燃烧稳定机制并能提高燃料燃烧速度。在射流等离子体注入以及传播的射流空间中,等离子体或者活化粒子的存在,诱导形成一个活化火焰区,这个活化区持续、稳定地存在燃烧室中,供给燃油的可靠稳定燃烧,并且可以用于控制燃烧,促使燃烧过程发生在所期望的空间范围内。作为射流等离子体活化燃烧技术的先期探索,本文在大气压下、静止及低速环境中,对射流等离子体作用下火焰特性及稳定性的变化规律进行实验研究。主要进行了以下几个方面研究:1.研究了大气压射流等离子体的自身特性,实验发现射流等离子体长度随放电电压、氩气流量的增大先变长后缩短;用单色仪测量了大气环境中射流等离子的组分特性,结果表明除了氩谱线外,还含有OH基和氧的谱线;同时,实验发现射流等离子能在陶瓷管等绝缘管中传播,传播距离能超过30cm。2.在火焰特性方面,采用实验方法研究了射流等离子体作用下甲烷扩散火焰以及甲烷空气预混火焰的典型特征;分析了不同放电电压下的火焰分离高度、火焰高度等特征参数随甲烷流量的变化规律,发现射流等离子体能改变火焰的突变、滞后特性;对射流等离子体作用下火焰出现的分岔特征,利用拓扑学方法进行了分岔建模,模型结果与实验数据吻合得很好。3.在火焰稳定性方面,实验研究了射流等离子体对甲烷扩散火焰吹脱界限的影响规律,结果表明射流等离子体能诱导形成一个“活化的火焰核”,从而提高了火焰的稳定性;分析了不同放电电压下,甲烷空气预混火焰稳定浓度界限的变化规律。