[發(fā)明專利]一種亞\超臨界碳氫液滴的蒸發(fā)與燃燒研究系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811020758.6
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109115829A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張恒;芮志英;汪娟娟;李曉婉
• 申請（專利權(quán)）人: 馬鞍山市常立發(fā)機械制造有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N21/84
• 代理公司: 合肥東信智谷知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34143
• 代理人: 李兵

1.一種亞\超臨界碳氫液滴的蒸發(fā)與燃燒研究系統(tǒng)，其特征在于，包括：

作為試驗容器的定容燃燒彈；

進排氣系統(tǒng)，和定容燃燒彈連接，用于試驗時向定容燃燒彈內(nèi)充入高壓氣體，并在試驗完成后將高壓氣體排出；

掛滴裝置，安裝于定容燃燒彈內(nèi)，用于懸掛試驗用的液滴；

點火裝置，安裝于定容燃燒彈內(nèi)，用于引燃懸掛于掛滴裝置上的試驗用液滴；

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，安裝于定容燃燒彈外部，用于采集實驗過程中的溫度、電壓等數(shù)據(jù)；

圖像采集系統(tǒng)，安裝于定容燃燒彈外部，用于采集液滴燃燒過程瞬態(tài)變化圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種亞\超臨界碳氫液滴的蒸發(fā)與燃燒研究系統(tǒng)，其特征在于：所述的定容燃燒彈為長方體狀，所述定容燃燒彈的左側(cè)面和右側(cè)面上都設(shè)置觀察窗，所述定容燃燒彈左側(cè)面的觀察窗和定容燃燒彈右側(cè)面的觀察窗的高度相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種亞\超臨界碳氫液滴的蒸發(fā)與燃燒研究系統(tǒng)，其特征在于：所述進排氣系統(tǒng)包括進氣管、高壓氣瓶和排氣管，所述進氣管和排氣管都和定容燃燒彈內(nèi)部連通，所述高壓氣瓶和進氣管連接，所述的進氣管上安裝有壓力表，所述的進氣管和排氣管上都安裝有閥門。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種亞\超臨界碳氫液滴的蒸發(fā)與燃燒研究系統(tǒng)，其特征在于：所述的掛滴裝置為底端為球形的細石英棒，所述細石英棒的底端位于定容燃燒彈觀察窗軸心位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種亞\超臨界碳氫液滴的蒸發(fā)與燃燒研究系統(tǒng)，其特征在于：所述的點火裝置包括點火器和變壓器，所述的點火器為鎳鉻加熱線圈，所述的點火器設(shè)置于掛滴裝置正下部，所述的變壓器設(shè)置于定容燃燒彈外部，所述變壓器和點火器電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種亞\超臨界碳氫液滴的蒸發(fā)與燃燒研究系統(tǒng)，其特征在于：所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集器、計算機I、信號發(fā)生器、熱電偶I和熱電偶II，所述的數(shù)據(jù)采集器設(shè)置于定容燃燒彈外部，所述的熱電偶I嵌入在細石英棒的球形端部位置，所述的熱電偶II安裝于定容燃燒彈內(nèi)部靠近細石英棒球形端部的位置，所述的數(shù)據(jù)采集器和熱電偶I、熱電偶II及變壓器電性連接，所述的計算機I和數(shù)據(jù)采集器電性連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種亞\超臨界碳氫液滴的蒸發(fā)與燃燒研究系統(tǒng)，其特征在于：所述的圖像采集系統(tǒng)包括背光源、高速相機和計算機II，所述的背光源設(shè)置于定容燃燒彈外部，且所述的背光源位于定容燃燒彈右側(cè)觀察窗的中心位置，所述的背光源采用鎢鹵燈，所述的高速相機設(shè)置于定容燃燒彈外部且位于左側(cè)觀察窗的中心位置，所述的高速相機和計算機II電性連接，所述的信號發(fā)生器和高速相機、數(shù)據(jù)采集器電性連接。

8.一種基于權(quán)利要求1-7任一項所述的亞\超臨界碳氫液滴的蒸發(fā)與燃燒研究系統(tǒng)的試驗方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)采用微量注射器將燃料液滴懸掛于細石英棒的球形底端；

(2)密封定容燃燒彈，然后利用高壓氣瓶和進氣管向定容燃燒彈內(nèi)通入高壓氣體，并達到指定試驗壓力，高壓氣體由氮氣和氧氣配制，體積分數(shù)分別為氮氣79％、氧氣21％；

(3)打開背光源，打開高速相機和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并處于待觸發(fā)狀態(tài)，打開信號發(fā)生器；

(4)點火器通電點燃液滴，同時信號發(fā)生器發(fā)出TTL電平信號觸發(fā)高速相機和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，同步記錄燃料液滴的蒸發(fā)與燃燒過程；

(5)燃燒和記錄完成后打開排氣管上的閥門將定容燃燒彈內(nèi)的高壓氣體放出；

(6)向定容燃燒彈內(nèi)充分通入新鮮空氣以徹底排出殘余廢氣，冷卻至室溫并準備下一組試驗。