[發明專利]一種微米級金屬顆粒點火燃燒試驗裝置

有效

• 申請號: 201611143143.3
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106770900B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 馮運超;夏智勛;黃利亞;馬立坤;劉龍;楊大力
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種微米級金屬顆粒點火燃燒試驗裝置，其特征在于，所述裝置包括：金屬顆粒離散裝置、供粉細管、高溫燃氣點火系統、觀測系統和粒子取樣裝置；所述金屬顆粒離散裝置位于所述高溫燃氣點火系統下方，通過供粉細管與所述高溫燃氣點火系統連接；所述觀測系統設置在所述高溫燃氣點火系統上方；粒子取樣裝置在所述高溫燃氣點火系統上方移動實現取樣；

所述金屬顆粒離散裝置主要包括高壓直流電源、正極板、負極板、正極板保護殼、負極板保護殼、電極板隔離圈以及流化氣供應系統；正極板在下方，負極板在上方；電極板隔離圈安裝在兩個電極板之間；高壓直流電源正、負極分別連接到正極板和負極板上；在負極板的中心處設置顆粒出口；電極板隔離圈側壁上開有流化氣入口；流化氣供應系統通過流化氣入口與正負極板之間的空間連通；正極板下方還安裝有正極板保護殼，負極板上方還安裝有負極板保護殼；在負極板保護殼上開有顆粒出口和供粉細管接口。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述高溫燃氣點火系統主要由平面火焰爐、點火火花塞以及供氣系統組成；

所述平面火焰爐的整體為圓柱狀，主要包括爐盤、爐體、底座、進氣接嘴、預混腔支架、鋼珠、供粉細管保護管以及供粉細管密封帽；爐盤在爐體上方，底座在爐體下方；爐盤表面均勻布置有數個圓形通孔；爐體中設置有三個氧化劑和燃料混合區域，由下至上分別是預混腔、大鋼珠區和小鋼珠區；鋼珠區由數個鋼珠填充而成；大鋼珠區和小鋼珠區之間由不銹鋼鋼絲網隔離，所述鋼絲網的孔徑小于小鋼珠區內鋼珠的直徑；大鋼珠區和預混腔之間安裝有鋼珠支撐板，支撐板上設置有數個孔徑小于大鋼珠區內鋼珠直徑的通孔；預混腔內安裝有預混腔支架；進氣接嘴位于爐體下端壁面上，與預混腔連通；所述進氣接嘴包括一個氧化劑進氣接嘴和一個燃料進氣接嘴，兩個接嘴對稱分布在爐體壁面上；供粉細管密封帽安裝在平面火焰爐底座表面，供粉細管密封帽上開有一個通孔；供粉細管一端插入所述金屬顆粒離散裝置的供粉細管接口，一端從所述供粉細管密封帽的通孔插入，穿過爐體，從爐盤幾何中心處的圓形通孔穿出；所述供粉細管保護管是不銹鋼保護套管。

3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述觀測系統主要包括裝有長焦顯微放大鏡頭的高速攝影儀，所述高速攝影儀置于所述平面火焰爐爐盤邊緣的上方。

4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述粒子取樣裝置主要包括取樣桿、金屬塊、壓緊螺釘、調節墊塊、導電雙面膠；所述取樣桿整體為長條形，取樣桿上開有凹槽，調節墊塊、金屬塊放置在所述凹槽內；金屬塊的兩端各放置一塊調節墊塊；取樣桿的一端開有螺孔，壓緊螺釘從所述螺孔插入，與調節墊塊接觸；導電雙面膠粘貼在金屬塊表面。

5.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述負極板的中心處顆粒出口的直徑為0.2～1.0mm；所述供粉細管的內徑大于等于所述負極板中心處顆粒出口的直徑；供粉細管密封帽上通孔的直徑大于等于供粉細管的外徑；所述爐盤幾何中心處的通孔的直徑大于等于供粉細管的外徑。

6.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述負極板的中心處顆粒出口的直徑為0.5mm；所述供粉細管外徑為1.6mm，內徑為0.8mm；所述供粉細管密封帽上開有直徑為1.8mm的通孔；爐盤幾何中心處開直徑為1.8mm的通孔。

7.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述爐盤表面均勻布置有直徑為0.3～0.5mm的通孔，相鄰通孔之間的中心距離為0.5～1.0mm。

8.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述正/負極板保護殼和電極板隔離圈均采用聚四氟乙烯材料；所述正極板和負極板的材料均為紫銅；所述供粉細管的材質為陶瓷；所述粒子取樣裝置中的金屬塊的材料為紫銅。

9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述高溫燃氣點火系統采用甲烷和空氣/氧氣分別作為燃料和氧化劑。

10.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述大鋼珠區內的鋼珠直徑為4mm，所述小鋼珠區內的鋼珠直徑為2mm。