[發明專利]利用往復式氣流脈動對撞營造穩定湍流的湍流定容燃燒實驗裝置

在審

• 申請號: 201811609588.5
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109781416A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 孫作宇
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01M15/05;G01M15/14
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 王玉

1.利用往復式氣流脈沖對撞營造穩定湍流流場的定容燃燒實驗裝置，該裝置包括：

封閉的腔體，該腔體上開設有三對正交分布的光學視窗以及若干用于安裝配氣管路、點火電極、熱力學參數傳感設備以及其他輔助功能設備的安裝孔；

往復式運動機構，利用其連續的往復式運動在其機構內產生具有脈動波的氣流流動，并通過該機構上的小孔可以實現氣流的導出和吸入；

脈動源連接孔，將往復式運動機構產生的具有脈動波的氣流流動引導至封閉的腔體，并利用來自不同方向的具有脈動波的氣流流動之間的碰撞產生湍流；

高速響應閥門，安裝于實現往復式運動機構和脈動源連接孔之間，用于實現往復式運動機構和封閉的腔體之間氣流流動的快速聯通或切斷；

電子控制系統，用于對每個往復式運動機構以及每個高速響應閥門進行獨立控制，同時可以對點火電極、熱力學參數傳感設備以及其他輔助功能設備進行綜合控制。

2.根據權利要求1所述的定容燃燒實驗裝置，其中，所述的封閉的腔體的內腔采用球形結構。

3.根據權利要求1所述的定容燃燒實驗裝置，其中，所述的往復式運動機構可以采用類似于內燃機缸內的活塞-曲柄式的結構，也可以采用類似于踏板式鼓風機內的定軸-踏板式的結構，還可以采用類似于洗耳球的體積-壓力聯動式結構，但是要求往復式運動的運動頻率或運動速度高度可控，同時要求前端具有小孔徑出口且出口的端面與往復式運動結構所產生的氣流方向相垂直。

4.根據權利要求1所述的定容燃燒實驗裝置，其中，所述的脈動源連接孔要求尺寸相同且每個連通孔的中心軸線都要通過封閉腔體的中心，同時要求各連接孔的中心點以腔體球形內腔的中心為中心構建成一個中心對稱的多面體結構(如正三棱錐、正方體、正八面體、正十二面體、正二十面體等)。

5.根據權利要求1所述的定容燃燒實驗裝置，其中，所述的快速響應閥門，可直接通過螺紋連接與往復式運動機構的出口和脈動源連接孔上，也可以安裝與連接往復式運動機構和脈動源連接孔之間的連通管上；其可以采用電動閥門，也可以采用氣動閥門，但必須要求是由電子控制的高速響應閥門。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的定容燃燒實驗裝置，當所有往復式運動機構同時、同步、同頻、同速運動，且往復式運動機構同封閉腔體之間的通路聯通時，來自各方向的具有脈動的氣流將在封閉的腔體中心位置處形成各向同性的湍流。

7.根據權利要求1至5中任一項所述的定容燃燒實驗裝置，改變往復式運動機構的排量和運動頻率或運動速度可以改變封閉腔體中心處的湍流強度。