[發明專利]封閉式五自由度物件干擾的氣體火焰觀測設備

有效

• 申請號: 202110083732.1
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112879947B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 夏然;賀泳迪;宋金甌
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F23M11/04
• 分類號: F23M11/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

本發明公開了一種封閉式五自由度物件干擾的氣體火焰觀測設備，包括設置在反應器外殼內的干擾控制裝置，干擾控制裝置包括干擾位置控制組件和干擾角度控制組件；干擾位置控制組件包括設置在箱體內上部一水平導軌上的滑塊，干擾角度控制組件包括轉盤、沿其中心均勻分布的轉盤槽及槽內滑塊，滑塊的下部通過鉸鏈軸鉸接有一轉動軸，轉動軸繞豎軸軸線的轉動范圍為90°；轉盤與干擾位置控制組件連接，轉動軸的自由端的運動為具有五自由度的復合運動。利用本發明可以在封閉環境下有效模擬出擾動物件以不同位置及角度對火焰的干擾情況，有效觀測不同物件干擾條件下的氣體燃燒火焰形態并豐富火焰形態、亮度的相關數據。本裝置應安全可靠，便于拆裝檢修。

技術領域

本發明屬于只用氣體燃料的燃燒方法或設備領域，涉及一種具有將燃料噴射入燃燒室的噴射裝置的燃燒設備。

背景技術

在化工領域，可燃氣體燃燒、爆炸災害往往會給人們帶來巨大的生命、財產損失。在采礦業，我國每年因可燃氣體燃燒、爆炸引發的事故造成的直接經濟損失達到近2.3億美元。日常生活中，因天然氣管道泄露而造成的噴射火事故也時有發生。

在上述事故中，火焰的傳播特性往往決定著事故的嚴重程度。而火焰的傳播特性又受到其傳播路徑上干擾物件的影響。當火焰在傳播過程中遇到障礙物的干擾之后，其火焰形態、火焰傳播速度、所在流場以及自身超壓都會受到影響而改變。在煤礦巷道中，一旦發生瓦斯爆炸事故，各種障礙物，如通風設備、機電設備、維護設備以及各種管道等都會使火焰失穩、加速，進而誘導激波甚至爆轟波，帶來巨大的生命財產損失。因此，研究不同干擾下火焰的傳播情況是很有必要的。

目前對火焰干擾的研究主要集中在平板障礙物、網狀擾動物的干擾等方面，物件干擾方面的研究主要集中在物件的形狀、位置以及放置方式對火焰傳播的影響方面。其中，具體實驗中對于擾動的選用尚比較有限，對于擾動物件方位、角度、放置方式等條件的設置嚴重受限于實驗裝備，所選用的方案并不能完全復現火災中的復雜情況。目前的實驗設備尚不能滿足與實際情況對應的研究要求，為了更好地觀測不同物件形狀、位置、放置方式情形下受干擾的火焰狀態，有效拓展相關實驗量，豐富實驗設計，對火場的復雜情況進行有效復現，有必要設計一套新的觀測裝置。

發明內容

就目前氣體燃燒與物件干擾下火焰研究的需要，有必要設計一套新的實驗裝置，這套裝置有以下幾個要求，首先要實現封閉化，避免外界環境的影響，盡量減少對流對火焰形態的干擾；第二，這套裝置要可以完成穩定的點火燃燒；第三，需要實現對火焰的多方位觀測，擴大不同擾動條件下(包含擾動物件形狀、方位、角度等擾動因素)的火焰形態、火焰亮度的數據量，同時要將火焰研究和煙氣研究結合起來，充分發揮封閉式反應器的特點。這是本發明要解決的問題。針對上述現有技術，本發明提出一種封閉式五自由度物件干擾的氣體火焰觀測設備，它可以有效模擬出不同形狀的擾動物件在不同位置，以不同角度對火焰的干擾情況，并實現封閉化的實驗環境，有效觀測物件干擾下的氣體燃燒火焰形態，豐富被不同位置、形態的物件干擾時火焰形態、亮度的相關數據。本裝置應安全可靠，便于拆裝檢修。