[發(fā)明專利]一種基于氣體引射器的高速預(yù)混射流火焰燃燒增強裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110233951.3 | 申請日： | 2021-03-03 |
| 公開（公告）號： | CN112984554B | 公開（公告）日： | 2022-04-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王泰宇;王振國;孫明波;蔡尊;李佩波 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國人民解放軍國防科技大學(xué) |
| 主分類號： | F23R3/28 | 分類號： | F23R3/28;F23R3/42;F23R3/04 |
| 代理公司： | 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225 | 代理人： | 趙小龍 |
| 地址： | 410073 湖*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 氣體 引射器 高速 射流 火焰 燃燒 增強 裝置 | ||
本發(fā)明公開了一種基于氣體引射器的高速預(yù)混射流火焰燃燒增強裝置，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有依次連通的收縮腔、第一等直腔、擴張腔與第二等直腔。該火焰燃燒增強裝置利用高速射流火焰的氣體引射作用抽吸外界空氣，并強迫被引射氣流與中心高速燃氣摻混，從而可以提高射流火焰區(qū)的燃燒效率，在高速射流預(yù)混火焰全流段實現(xiàn)燃燒增強，并且可以通過空間限制作用完成射流燃燒放熱的聚焦。同時，由于氣體引射作用，該燃燒增強器能夠做到自適應(yīng)冷卻，可在高溫射流火焰周圍工作較長時間。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及火焰燃燒增強技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于氣體引射器的高速預(yù)混射流火焰燃燒增強裝置。
背景技術(shù)
基于高速，特別是超聲速預(yù)混燃氣射流自身速度較大的特點，燃氣在有限的高溫區(qū)段內(nèi)駐留時間極短，這導(dǎo)致部分燃料在未參與反應(yīng)前便脫離了火焰核心區(qū)，造成了燃料的浪費。此外，在超聲速火焰中后部，火焰內(nèi)部壓力由于燃燒反應(yīng)而上升，導(dǎo)致部分未被點燃的燃氣被擠壓出中心火焰區(qū)，導(dǎo)致部分燃料始終無法正常參與燃燒反應(yīng)，也會致使總體燃燒效率降低。同時，中心射流主體火焰結(jié)構(gòu)在中后部開始橫向分散，無法做到火焰熱量的頂部聚焦。
現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用伴燃火焰爐產(chǎn)生高速射流火焰并適當(dāng)增強射流火焰的燃燒效率，對于現(xiàn)有的伴燃火焰爐結(jié)構(gòu)，其爐盤中央布置中心射流孔，用以噴射不同速度的冷預(yù)混燃氣，爐盤外圍布置大面積的伴燃平面，用以產(chǎn)生低速伴燃火焰。目前的伴燃火焰爐可以生成高達Ma1.6(中心射流出口)的超聲速火焰，且能保持火焰穩(wěn)定燃燒。圖1為伴燃火焰爐工作典型瞬態(tài)灰度照片，其中，圖1(a)為僅伴燃爐盤工作且被點燃，圖1(b)為中心高馬赫數(shù)(中心射流出口Ma1.2)射流噴出，且在伴燃火焰包裹下自發(fā)燃燒。
由圖1可以看到，由于中心射流速度較高，伴燃火焰在引射作用下被迅速抽吸靠近中心射流火焰主體附近，這樣，在射流主體火焰中上部便無伴燃火焰包裹，高速火焰直接暴露在外部冷空氣中，對其燃燒帶來不利影響，這一點說明僅僅采用伴燃火焰，只能在射流火焰的中下部提高中心射流的燃燒效率，并不能做到在射流火焰中后段促進其燃燒。此外，在此種高速射流火焰中，同樣可以看到火焰內(nèi)部由于燃燒產(chǎn)生高壓區(qū)，自發(fā)地將火焰結(jié)構(gòu)擴大，可以推斷這導(dǎo)致外部未燃的燃氣被排向火焰之外，同樣造成燃燒效率低下。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種基于氣體引射器的高速預(yù)混射流火焰燃燒增強裝置，不僅能夠在高速射流預(yù)混火焰全流段實現(xiàn)燃燒增強，還能實現(xiàn)射流火焰的頂部放熱聚焦。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于氣體引射器的高速預(yù)混射流火焰燃燒增強裝置，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有：
收縮腔，所述收縮腔的兩端設(shè)有第一入口與第一出口，所述收縮腔的截面面積沿所述第一入口到所述第一出口的方向逐漸減小；
第一等直腔，所述第一等直腔的兩端設(shè)有第二入口與第二出口，所述第一等直腔沿所述第二入口到所述第二出口的方向上的截面均相同，所述第二入口與所述第一出口相連，且所述第二入口與所述第一出口的形狀相同；
擴張腔，所述擴張腔的兩端設(shè)有第三入口與第三出口，所述擴張腔的截面面積沿所述第三入口到所述第三出口的方向逐漸增大，所述第三入口與所述第二出口相連，且所述第三入口與所述第二出口的形狀相同；
第二等直腔，所述第二等直腔的兩端設(shè)有第四入口與第四出口，所述第二等直腔沿所述第四入口到所述第四出口的方向上的截面相同，所述第四入口與所述第三出口相連，且所述第四入口與所述第三出口的形狀相同；
所述第一入口位于所述殼體的一端，所述第四出口位于所述殼體的另一端。
在其中一個實施例中，所述殼體包括四個與所述收縮腔、所述第一等直腔、所述擴張腔、所述第二等直腔分別對應(yīng)的基體；
所述收縮腔、所述第一等直腔、所述擴張腔、所述第二等直腔分別設(shè)在對應(yīng)基體內(nèi)并貫穿對應(yīng)基體：
各所述基體依次可拆卸的固定相連。
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