等离子体辅助燃烧是指将燃料、空气或则两者的混合气体经过放电区，发生电离、离解和激发，生成一些高度活性的成分，这些活性成分能够改善燃料的燃烧状况，提高燃料的燃烧效率及燃烧稳定性。在节能减排以及航空航天领域有很好的应用前景。目前，已有很多关于这方面的研究的报道，但是等离子体具体的助燃过程及相关机制还不是十分清楚，还需要进一步的研究。　　本文研究的目的是利用低功率电弧放电产生的非平衡等离子体改善甲烷燃烧的状况，提高甲烷的燃烧效率，延长甲烷的熄火极限。采用发射光谱分析法和气体成分分析法对等离子体辅助甲烷燃烧进行相关的实验研究。　　首先，研究了甲烷/空气混合气体放电时的电学特性及光学特性。利用发射光谱对放电区进行诊断，通过相关的计算得到放电区的自由基种类、转动温度、振动温度、电子激发态温度和电子密度。实验结果表明该等离子体可以近似看作局部热力学平衡。　　其次，通过相机记录有/无等离子体时的甲烷燃烧的火焰形貌，分析等离子体对火焰形貌的影响。采用发射光谱仪测量有/无等离子体时放电区的发射光谱，通过光谱成分的变化分析可能的助燃过程和助燃机理。此外，还比较了有/无等离子体时，火焰出口处OH自由基的变化。为了研究等离子体对火焰温度的影响，通过OH自由基拟合得到有/无等离子体时出口上方4mm和6mm处的转动温度。　　最后，通过气相色谱仪HP5890和烟气分析仪testo350分析甲烷燃烧产物中甲烷、一氧化碳、氢气、氧气以及氮氧化物的变化。　　实验结果表明，加等离子体后，甲烷燃烧火焰亮度增加、根部下移、流速加快;甲烷燃烧出口上方4mmm和6mm的温度增加;燃烧产物中的可燃性气体甲烷、一氧化碳和氢气都有了很大程度的降低;在这种实验条件下，甲烷在富燃方向的燃烧极限从16％延长到21％。