[實(shí)用新型]用高壓氙燈實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的硼顆粒燃燒觀測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220458383.3
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN202854077U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周俊虎;劉建忠;汪洋;張彥威;楊衛(wèi)娟;王智化;程軍;黃鎮(zhèn)宇;周志軍;岑可法
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22;G01N25/38
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種燃燒試驗(yàn)裝置，特別涉及高壓環(huán)境下硼顆粒點(diǎn)火燃燒觀測的裝置。

背景技術(shù)

由于硼具有較高的質(zhì)量熱值和體積熱值，使含硼富燃料推進(jìn)劑成為固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的首選燃料。但同時(shí)硼的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，難以熔化和汽化，實(shí)際應(yīng)用中存在點(diǎn)火困難，點(diǎn)火溫度高，點(diǎn)火延遲時(shí)間長等問題。因此如何實(shí)現(xiàn)硼顆粒的順利點(diǎn)火和燃燒尤為重要。

現(xiàn)有的硼顆粒點(diǎn)火方法有高溫管式爐點(diǎn)火、電爐點(diǎn)火、平焰燃燒器點(diǎn)火和激光點(diǎn)火等，各自有相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。高溫管式爐和電爐點(diǎn)火不便于燃燒現(xiàn)象的觀測；平焰燃燒器點(diǎn)火溫度較低，且氣氛對燃料的干擾大；激光點(diǎn)火難以實(shí)現(xiàn)高壓的密閉環(huán)境，都無法滿足要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用高壓氙燈實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的硼顆粒燃燒觀測裝置。

為解決技術(shù)問題，本實(shí)用新型的解決方案是：

提供一種用高壓氙燈實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的硼顆粒燃燒觀測裝置，包括用于硼顆粒燃燒的反應(yīng)爐，反應(yīng)爐內(nèi)設(shè)放置硼顆粒樣品的托架；該裝置還包括一個(gè)帶有橢球形全反射鏡的高壓氙燈，其光源位于橢球形的一個(gè)焦點(diǎn)，而托架上硼顆粒樣品的放置點(diǎn)則位于橢球形的另一個(gè)焦點(diǎn)；反應(yīng)爐是全密閉的，在托架與高壓氙燈之間爐體上設(shè)有用于通過高壓氙燈反射光的石英玻璃；反應(yīng)爐的爐體上還設(shè)有用于觀測的石英玻璃窗口；所述高壓氙燈是指在放電穩(wěn)定時(shí)燈內(nèi)氙氣的壓強(qiáng)達(dá)到106Pa的氙燈。

本實(shí)用新型中，所述爐體上設(shè)有進(jìn)樣管，爐體與進(jìn)樣管通過密封端蓋隔離；一個(gè)熱電偶伸入至進(jìn)樣管，且與進(jìn)樣管之間設(shè)置動(dòng)密封，熱電偶端部為樣品放置點(diǎn)。

本實(shí)用新型中，所述進(jìn)樣管外側(cè)設(shè)冷卻水管，其進(jìn)水口和出水口接至水泵。

本實(shí)用新型中，所述反應(yīng)爐的爐體外側(cè)設(shè)冷卻水管，其進(jìn)水口和出水口接至水泵。

本實(shí)用新型中，所述用于觀測的石英玻璃窗口外側(cè)設(shè)置高速攝影儀、紅外熱像儀和光纖光譜儀，高速攝影儀、紅外熱像儀和光纖光譜儀均通過信號線經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接至計(jì)算機(jī)。

本實(shí)用新型中，所述爐體上設(shè)氣體接口，并通過管路接至氣瓶組。

本實(shí)用新型中，所述爐體內(nèi)設(shè)壓力傳感器。

本實(shí)用新型中，所述爐體放置于升降臺(tái)上。

本實(shí)用新型中，所述反射鏡為鎳基銠面電鑄橢球形全反射鏡。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果為：

1.實(shí)現(xiàn)燃料在高壓密閉環(huán)境中的點(diǎn)燃和觀測；

2.最高點(diǎn)火溫度可達(dá)2000K以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電熱方式，可實(shí)現(xiàn)高燃點(diǎn)燃料的點(diǎn)燃；

3.點(diǎn)火光源使用可見光波段，解決高壓石英玻璃阻擋紅外波段的問題，提高了樣品的加熱速率和能源的利用率；

4.本點(diǎn)火方式與燃料的導(dǎo)電性無關(guān)，沒有電弧、中頻點(diǎn)火的局限性；

5.點(diǎn)火源與高壓燃燒環(huán)境隔離，確保安全性；

6.本裝置屬于光學(xué)點(diǎn)火方式，干擾小，響應(yīng)靈敏，可用于瞬間完成燃燒的物質(zhì)。

附圖說明

圖1是用氙燈實(shí)現(xiàn)硼顆粒點(diǎn)火的裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2是氙燈電路圖；

圖3是高壓反應(yīng)爐的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是聯(lián)用測量儀器的裝置圖。

圖中各附圖標(biāo)記為：1氙燈，2反射鏡，3樣品燃燒位置，4電源，5反應(yīng)爐，6支架，7直流電源模塊，8觸發(fā)器，9發(fā)生器，10厚塑料管，11氙燈燈泡，12陽極，13陰極，14氣瓶組，15進(jìn)樣管，16石英玻璃窗口，17水冷出口，18用于觀測的石英玻璃窗口，19爐膛，20水冷入口，21升降臺(tái)，22熱電偶，23壓力傳感器，24紅外熱像儀，25高速攝影儀，26光纖光譜儀，27數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，28計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型專利是一種新的硼顆粒點(diǎn)火技術(shù)。利用大功率氙燈作為光源，經(jīng)凹面鏡反射聚焦熱量，加熱置于高壓反應(yīng)爐內(nèi)的燃料，并通過爐體表面的石英玻璃視窗，結(jié)合多種儀器進(jìn)行點(diǎn)火和燃燒過程的觀察、測量和分析。

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型專利進(jìn)一步說明。