[發(fā)明專利]燃燒氣氛可調(diào)燃燒器及實驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011197961.8
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN112345684B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉林林;宋英愷;胡松啟
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01N33/22;G01N21/84;G01J3/28;F23R5/00;F23R3/42;F23R3/28
• 代理公司: 西安匠星互智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

本發(fā)明一種燃燒氣氛可調(diào)燃燒器及實驗方法，屬于燃料燃燒技術(shù)領(lǐng)域；包括燃燒室以及液體燃料進(jìn)樣機(jī)構(gòu)、粉末燃料進(jìn)樣機(jī)構(gòu)、粉末分散機(jī)構(gòu)、塊狀燃料升降臺、水蒸氣生成裝置；通過三種進(jìn)料機(jī)構(gòu)實現(xiàn)三種不同狀態(tài)的燃料燃燒實驗，粉末燃料進(jìn)樣機(jī)構(gòu)內(nèi)的粉末分散機(jī)構(gòu)，使得硼粒子能夠疏散開，并減小硼粒子的降落速度，降低空氣來流對硼粒子點火和燃燒過程的影響，使得硼粒子能夠在相對分散狀態(tài)下實現(xiàn)可靠點火。通過水蒸氣生成裝置提供水蒸氣氣氛，配合濕度傳感器對燃燒器內(nèi)水蒸氣濃度進(jìn)行實時監(jiān)測，可實現(xiàn)對燃燒器內(nèi)水蒸氣濃度的定量調(diào)控。燃燒器與氮?dú)狻⒀鯕狻鍤獾雀邏簹庠聪噙B，配合壓強(qiáng)傳感器的實時監(jiān)測，實現(xiàn)燃燒器內(nèi)多種氣氛濃度和壓強(qiáng)可調(diào)的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃料燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃燒氣氛可調(diào)燃燒器及實驗方法，能夠?qū)崿F(xiàn)液體燃料、粉末燃料和塊狀燃料可靠進(jìn)樣，并能夠在高壓復(fù)雜氣氛下點火燃燒的燃燒器。

背景技術(shù)

固體推進(jìn)劑是固體火箭發(fā)動機(jī)的能量源和工質(zhì)源，為了提高固體推進(jìn)劑的能量，常在固體推進(jìn)劑中添加硼粉、鎂粉、鋁粉等金屬粉末，不僅可提高推進(jìn)劑的比沖和密度，還可抑制推進(jìn)劑的不穩(wěn)定燃燒。然而這些金屬粉末點火燃燒性能差，難以實現(xiàn)金屬粉末在推進(jìn)劑中高效燃燒，因此需要深入地研究金屬粉末的點火燃燒特性。同時，開展固體推進(jìn)劑中黏合劑、氧化劑等其他組分的點火燃燒特性研究對推進(jìn)劑配方的優(yōu)化設(shè)計具有重要的指導(dǎo)意義。此外，航空煤油、高密度烴、煤粉等燃料的點火燃燒機(jī)理研究也可為能源的合理利用提供理論依據(jù)。

目前燃料點火方式有電弧點火法、激波管法、熱點火絲法和激光點火法等。其中激光點火法是一種采用高能激光束將燃料引燃的點火方式，由于具有輸出能量較高且可調(diào)、點火時間可控制、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明專利CN110514780A公布了“一種激光點火測量氣體最小點火能系統(tǒng)及使用方法”，該裝置包括爆炸容器、制冷箱、氣相色譜儀、氣瓶、激光點火系統(tǒng)、真空泵和數(shù)據(jù)采集器等部件，所述激光點火系統(tǒng)中的點火裝置為連續(xù)激光發(fā)生器，能夠連續(xù)調(diào)節(jié)點火能量、控制點火時間和調(diào)節(jié)點火位置，從而精確地測定氣體的最小點火能量。然而該發(fā)明只能用于對氣體燃料的研究，使用范圍較小。

發(fā)明專利CN110849471A中公布了“一種具有功率測量功能的激光點火試驗臺及測量方法”，該裝置包括激光器、燃燒室、第一支撐板、支撐腿、激光功率計、螺釘、試件、透鏡等，其中激光功率計測得了經(jīng)過透鏡后的激光功率，使得作用在實驗樣品的實際激光功率可知，達(dá)到了精準(zhǔn)研究激光點火實驗的目的。然而該試驗臺只能提供常壓下的單一點火氛圍，無法滿足在多種氣氛條件下研究燃料粉末點火特性的要求。

發(fā)明專利CN110333317A中公布了“一種硼粒子激光點火燃燒實驗裝置及實驗方法”，該裝置主要由燃燒室主體、石英玻璃觀察窗口及壓螺、激光入射窗口及壓螺、進(jìn)氣口和排氣口、密封電極、燃燒器頂板和底板、進(jìn)藥機(jī)構(gòu)、激光擋塊、石英玻璃、鍺玻璃等組成，該發(fā)明采用自動進(jìn)藥裝置使硼粒子從進(jìn)藥漏斗中降落后經(jīng)過激光束而被點燃，相對于普遍存在的硼粒子在靜態(tài)堆積狀態(tài)下被點燃的靜態(tài)點火方式，硼粒子可在相對分散狀態(tài)下實現(xiàn)可靠點火，然而在實驗過程中發(fā)現(xiàn)硼粒子在降落過程中存在結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，導(dǎo)致硼粒子團(tuán)內(nèi)部粒子無法與外界氣氛充分接觸，使得硼粒子的點火效果變差。此外，該裝置無法實現(xiàn)燃燒氣氛中水蒸氣濃度的調(diào)節(jié)，不利于對硼粒子的點火和燃燒特性進(jìn)行更全面、更深入的研究。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題：