[發明專利]一種研究高壓下燃料液滴燃燒特性的可視化實驗模擬裝置

在審

• 申請號: 202010099101.4
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111257498A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 孫運蘭;朱寶忠;代寶鑫;韓偉康;郭朋
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01N33/22
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種研究高壓下燃料液滴燃燒特性的可視化實驗模擬裝置，包括燃燒室，所述燃燒室腔壁上設有透視窗，在所述燃燒室的內部設有燃料液滴取樣組件，經取樣組件取樣后的燃料液滴位于所述透視窗所觀察的區域內，在所述燃燒室的外側對應于所述透視窗的位置還設置了圖像采集模塊，所述的圖像采集模塊透過所述的透視窗采集液滴燃燒的圖像；還包括作用于所述燃料液滴的點火裝置單元，所述的點火裝置單元包括多種根據燃料液滴的起火方式進行點火的點火器。本裝置將具有多種點火方式的點火器融合到同一個裝置中，一方面能夠模擬不同工況下液滴燃燒，便于對液滴的燃燒特性進行系統的采集，保證實驗數據的準確性。

技術領域

本發明屬于燃燒實驗設備技術領域，具體涉及一種研究高壓下燃料液滴燃燒特性的可視化實驗模擬裝置。

背景技術

液體燃料熱值高，易儲存和運輸，安全性高，廣泛應用于汽車工業和航天工業中。研究某種燃料單液滴的點火和燃燒特性對該燃料的實際應用具有非常重要的意義。在實際應用中，燃料液滴經常在高壓下、湍流、特殊氣氛環境實現燃燒，因此，研究液體燃料的點火和著火特性，必須結合具體的使用條件和工況進行相關測試。傳統的模擬裝置只能進行單一的工況探究，測試的結果并不具有代表性，范圍面小，難以符合要求。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種研究高壓下燃料液滴燃燒特性的可視化實驗模擬裝置。

實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種研究高壓下燃料液滴燃燒特性的可視化實驗模擬裝置，包括燃燒室，其特征在于：所述燃燒室腔壁上設有透視窗，在所述燃燒室的內部設有燃料液滴取樣組件，經取樣組件取樣后的燃料液滴位于所述透視窗所觀察的區域內，在所述燃燒室的外側對應于所述透視窗的位置還設置了圖像采集模塊和照射光源，所述的圖像采集模塊透過所述的透視窗采集液滴燃燒的圖像；還包括作用于所述燃料液滴的點火裝置單元，所述的點火裝置單元包括多種根據燃料液滴的起火方式進行點火的點火器。

作為本發明的進一步改進，所述的點火裝置包括設置在所述燃燒室內的電火花點火器，所述的點火花點火器靠近所述的SiC纖維絲的下端。

作為本發明的進一步改進，所述的點火裝置包括激光點火器，所述的激光點火器設置在所述燃燒室外側，從所述激光點火器中的所發射出來的激光穿過所述的透視窗與所述SiC纖維絲的下端相交。

作為本發明的進一步改進，所述的點火裝置包括設置在所述燃燒室內部的加熱電阻絲，還包括溫度傳感器。

作為本發明的進一步改進，還包括加壓單元，所述的加壓單元包括設置在所述燃燒室尾端的氣體壓縮裝置和設置在所述燃燒室內部的壓力傳感器，所述的氣體壓縮裝置和所述的燃燒室之間設有氣體控制閥。

作為本發明的進一步改進，還包括高度調節支架組件，所述的高度調節支架組件包括第一支架、第二支架和第三支架，所述的第一支架與所述的圖像采集模塊相連，所述的第二支架與所述的照射光源相連，所述的第三支架與所述的激光點火器相連，所述的第一支架、第二支架和第三支架采用的是升降支架。

作為本發明的進一步改進，所述的取樣組件包括豎直設置的第一剛玉管和SiC纖維絲，以及送樣通道，所述第一剛玉管的上端固定在所述的燃燒室中，所述第一剛玉管的下端與所述的SiC纖維絲連接，所述的燃料液滴懸掛在所述SiC纖維絲的下端，所述的送樣通道的其中一段貫穿在所述燃燒室腔壁中，所述送樣通道的延伸方向與所述SiC纖維絲的下端相交。

作為本發明的進一步改進，還包括第二剛玉管和熱電偶，所述的第二剛玉管與所述的第一剛玉管平行設置，所述的熱電偶連接在第二剛玉管的下端，所述的熱電偶的端部與所述的SiC纖維絲的下端幾近共面。

作為本發明的進一步改進，所述的圖像采集模塊采用的是高速攝像機，所述圖像采集模塊聚焦在的所述SiC纖維絲的下端。