[實(shí)用新型]一種適用于燃?xì)廨啓C(jī)的多功能燃燒室實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520561212.7
• 申請(qǐng)日: 2015-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204882077U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李仁府;王在華;馬柳昊;廉達(dá)超;周慧;蔡倫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M15/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M15/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于燃燒室實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于燃?xì)廨啓C(jī)的多功能燃燒室實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃燒室是燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，燃料在燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒過(guò)后高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)燃燒室后的渦輪做功。燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃燒室的要求極高，如燃燒室能夠快速點(diǎn)火、穩(wěn)定燃燒等。因此燃燒室內(nèi)的燃燒穩(wěn)定性直接影響燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能穩(wěn)定，甚至直接影響到燃?xì)廨啓C(jī)及其航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。

隨著燃?xì)廨啓C(jī)及其航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，對(duì)如何提高燃燒效率、污染物排放、強(qiáng)化燃燒室內(nèi)的燃燒成為研究熱點(diǎn)同時(shí)也是研究的難點(diǎn)。在燃燒室中，由于燃油和空氣混合物不像氣態(tài)或者液態(tài)那樣存在簡(jiǎn)單的流動(dòng)模型，而且在燃燒過(guò)程中存在各種物理和化學(xué)模型包括燃料的蒸發(fā)與霧化、湍流的輸運(yùn)、熱輻射和熱擴(kuò)散，所以對(duì)燃油和空氣的二項(xiàng)混合燃燒建立數(shù)學(xué)模型十分復(fù)雜，因此目前在燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室設(shè)計(jì)中主要以實(shí)驗(yàn)為主。

現(xiàn)有的針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的實(shí)驗(yàn)裝置較少，大部分實(shí)驗(yàn)裝置為燃?xì)淙紵遥浯嬖谌缦聠?wèn)題：首先現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置利用空氣對(duì)燃燒室進(jìn)行清洗，而殘留在燃燒室中的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有影響；其次現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置只能用于研究空氣燃油非預(yù)混燃燒實(shí)驗(yàn)，無(wú)法研究空氣燃油預(yù)混燃燒實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)研究具有局限性，并且在實(shí)驗(yàn)時(shí)氣體直接吹入燃燒室實(shí)驗(yàn)部分，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)預(yù)混，使得各個(gè)部分氣體混合不充分，且速率和質(zhì)量難以調(diào)節(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大；再次現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置無(wú)法研究實(shí)驗(yàn)中二次風(fēng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，且對(duì)燃燒產(chǎn)物和廢水不能有效的處理，環(huán)境污染大。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種多功能燃燒室實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其中通過(guò)增設(shè)氣體燃油預(yù)混設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)氣體和燃油的提前預(yù)混，保證各氣體成分與燃油的充分混合，使得該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)適用于氣體燃油預(yù)混燃燒實(shí)驗(yàn)的研究；并且通過(guò)系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的相互配合及合理使用，使得本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可用于模擬冷態(tài)、熱態(tài)實(shí)驗(yàn)，并可用于研究一次風(fēng)、二次風(fēng)等多種不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)燃燒實(shí)驗(yàn)的影響，具有功能多、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因而尤其適用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的研究。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種適用于燃?xì)廨啓C(jī)的多功能燃燒室實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括氣體供給設(shè)備、燃油供給設(shè)備、氣體燃油預(yù)混設(shè)備、實(shí)驗(yàn)燃燒室和測(cè)量設(shè)備，其中：

該氣體供給設(shè)備用于向所述氣體燃油預(yù)混設(shè)備中供給包含氧氣、二氧化碳及空氣的混合氣體；

該燃油供給設(shè)備包括相互連接的氮?dú)夤┙o單元和燃油供給單元，所述燃油供給單元用于向所述氣體燃油預(yù)混設(shè)備中供給燃油；所述氮?dú)夤┙o單元用于將所述實(shí)驗(yàn)燃燒室中的空氣排出；

該氣體燃油預(yù)混設(shè)備用于預(yù)混合送入其內(nèi)的混合氣體和燃油，以形成氣體燃油混合體，所述氣體燃油混合體通過(guò)輸送管道(21)送入所述實(shí)驗(yàn)燃燒室中；

該實(shí)驗(yàn)燃燒室用于模擬燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室，其上配備有點(diǎn)火設(shè)備與給風(fēng)設(shè)備，所述點(diǎn)火設(shè)備用于點(diǎn)燃通入所述實(shí)驗(yàn)燃燒室中的氣體燃油混合體；所述給風(fēng)設(shè)備用于向所述實(shí)驗(yàn)燃燒室中提供所述氣體燃油混合體輸送和燃燒所需的風(fēng)；

該測(cè)量設(shè)備包括煙氣測(cè)量裝置和流場(chǎng)測(cè)量裝置，其中，所述煙氣測(cè)量裝置用于測(cè)量所述氣體燃油混合體燃燒后的產(chǎn)物及各產(chǎn)物的質(zhì)量比；所述流場(chǎng)測(cè)量裝置用于測(cè)量所述實(shí)驗(yàn)燃燒室中的燃燒溫度、燃燒速度及壓力。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述氣體供給設(shè)備包括氧氣瓶、二氧化碳瓶、空氣瓶和氣體混合瓶，其中，所述氧氣瓶、二氧化碳瓶和空氣瓶分別通過(guò)氣體輸送管道與所述氣體混合瓶相連，以便分別向所述氣體混合瓶中供給氧氣、二氧化碳和空氣；所述氣體混合瓶中的氧氣、二氧化碳和空氣按一定比例混合后獲得的混合氣體通過(guò)氣體輸送管道送入所述氣體燃油預(yù)混設(shè)備中；每個(gè)所述氣體輸送管道上均設(shè)置有閥門(mén)和質(zhì)量流量計(jì)；所述空氣瓶還連接有為其提供空氣的鼓風(fēng)機(jī)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述給風(fēng)設(shè)備為壓氣機(jī)，所述壓氣機(jī)通過(guò)一次風(fēng)輸送管道與所述實(shí)驗(yàn)燃燒室相連，以向?qū)嶒?yàn)燃燒室中通入輸送所述氣體燃油混合體的一次風(fēng)；所述壓氣機(jī)通過(guò)二次風(fēng)輸送管道與所述實(shí)驗(yàn)燃燒室相連，以向?qū)嶒?yàn)燃燒室中通入增強(qiáng)所述氣體燃油混合體燃燒的二次風(fēng)。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述一次風(fēng)輸送管道上設(shè)置有閥門(mén)、質(zhì)量流量計(jì)和壓力表；所述二次風(fēng)輸送管道上設(shè)置有閥門(mén)、換熱器、加熱器、壓力表和質(zhì)量流量計(jì)。