[發(fā)明專利]一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110698281.2
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113417761A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 敖文;趙明濤;黃星;熊婧伊;劉佩進(jìn);甘云華;霍超;高育科
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96;F02K9/95;F02K9/08;F02K9/32
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉艷霞

1.一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：燃燒室(2)和兩個(gè)金屬環(huán)形電極，兩個(gè)所述金屬環(huán)形電極設(shè)置于所述燃燒室(2)內(nèi)，在豎直方向上上下間隔設(shè)置，間距可調(diào)，且均呈水平狀；一個(gè)為正電極(3)，一個(gè)為負(fù)電極(11)，其中正電極(3)與設(shè)置于所述燃燒室(2)外的直流高壓電源(7)的正極相連接，負(fù)電極(11)與負(fù)極相連接，并接地；所述直流高壓電源(7)電壓大小可調(diào)；

兩個(gè)所述金屬環(huán)形電極的環(huán)形空間內(nèi)用于上下貫穿設(shè)置豎直向下的推進(jìn)劑藥條(4)，且所述推進(jìn)劑藥條(4)的上端安裝于所述燃燒室(2)的頂部，其下端為燃面；

所述直流高壓電源(7)用于：向所述金屬環(huán)形電極供電，在所述正電極(3)和負(fù)電極(11)間形成勻強(qiáng)電場，以使所述推進(jìn)劑藥條(4)處在勻強(qiáng)電場中；

在所述燃燒室(2)內(nèi)設(shè)置有熱電偶(6)和壓力變送器(5)，所述熱電偶(6)和壓力變送器(5)的一端均連接有導(dǎo)線，各所述導(dǎo)線與設(shè)置于所述燃燒室(2)外的數(shù)據(jù)采集器(9)相連接，所述數(shù)據(jù)采集器(9)還與控制器(13)相連接；

在所述燃燒室(2)外設(shè)置有高速紅外熱像儀(8)和高速相機(jī)(10)，所述高速紅外熱像儀(8)和高速相機(jī)(10)的工作端均朝向所述燃燒室(2)側(cè)；在所述燃燒室(2)外設(shè)置有一光譜儀(12)；所述高速紅外熱像儀(8)、高速相機(jī)(10)和光譜儀(12)均與所述數(shù)據(jù)采集器(9)相連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在所述燃燒室(2)內(nèi)設(shè)置有三根豎直狀的絲桿(15)，三根所述絲桿(15)的上端均與所述燃燒室(2)的頂部可拆卸螺紋連接；

兩個(gè)所述金屬環(huán)形電極水平向設(shè)置，固定于三根所述絲桿(15)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，兩個(gè)所述金屬環(huán)形電極的外邊緣上一周間隔開設(shè)有三個(gè)通孔，三個(gè)所述通孔用于套設(shè)于三根所述絲桿(15)上，在所述絲桿(15)上，且位于所述金屬環(huán)形電極的上下均套設(shè)有螺母(16)，上下所述螺母(16)用于旋緊固定所述金屬環(huán)形電極；且上下所述螺母(16)可在所述絲桿(15)上移動，以改變兩個(gè)所述金屬環(huán)形電極間的間距。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在三根所述絲桿(15)上套設(shè)有一水平向的支撐托(14)，各所述支撐托(14)上用于疊放一個(gè)金屬環(huán)形電極；所述支撐托(14)為中部開口的片狀絕緣體，在邊緣一周間隔開設(shè)有三個(gè)通孔，所述通孔用于套設(shè)于三根所述絲桿(15)上，在所述絲桿(15)上，且位于所述各支撐托(14)的上下均套設(shè)有螺母(16)，上下所述螺母(16)用于旋緊固定所述支撐托(14)；且上下所述螺母(16)可在所述絲桿(15)上移動，以改變兩個(gè)所述金屬環(huán)形電極間的間距。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，兩個(gè)所述金屬環(huán)形電極均為片狀體。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述燃燒室(2)采用有機(jī)玻璃材質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述燃燒室(2)的上端通過進(jìn)氣管與高壓氮?dú)夤?1)相連接，所述燃燒室(2)的上端還連接有出氣管。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述燃燒室(2)為腔體結(jié)構(gòu)，由上下兩個(gè)扣合在一起且相連通的殼體構(gòu)成，在上下殼體的相連接的端部的外邊緣一周，設(shè)置有與殼體相連接的矩形法蘭(17)，在上殼體橫向放置于支撐臺裝填推進(jìn)劑時(shí)，所述矩形法蘭(17)作為支撐件。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在所述燃燒室(2)內(nèi)的底部，且位于金屬環(huán)形電極的下部放置有燃燒產(chǎn)物收集裝置。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的一種靜電場調(diào)控的推進(jìn)劑燃燒實(shí)驗(yàn)裝置的監(jiān)測方法，其特征在于，該監(jiān)測方法如下：

將所述燃燒室(2)的上殼體水平放置，矩形法蘭作為支撐件，在燃燒室(2)的上殼體頂部安裝推進(jìn)劑藥條(4)及點(diǎn)火線；安裝后，將燃燒室(2)的上殼體與下殼體扣合；

調(diào)試所述高速相機(jī)(10)的幀值，調(diào)試高速紅外熱像儀(8)設(shè)置為自動對焦，調(diào)試光譜儀(12)幀值；檢查數(shù)據(jù)采集器(9)數(shù)據(jù)采集正常；

排出所述燃燒室(2)內(nèi)空氣，并開啟高壓氮?dú)夤?1)向所述燃燒室(2)內(nèi)預(yù)充氣檢查其氣密性；打開直流高壓電源(7)，調(diào)節(jié)電壓；

對所述燃燒室(2)內(nèi)充入氮?dú)饧訅海瑝毫Ψ€(wěn)定后關(guān)閉進(jìn)氣通道；

啟動所述高速相機(jī)(10)、高速紅外熱像儀(8)和光譜儀(12)；

對所述推進(jìn)劑(4)點(diǎn)火，點(diǎn)火后，對所述燃燒室(2)手動排氣泄壓；推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)物落入燃燒產(chǎn)物收集裝置中；

拆除所述燃燒室(2)的上殼體，收集產(chǎn)物；導(dǎo)出所述高速紅外熱像儀(8)、高速相機(jī)(10)和光譜儀(12)中的數(shù)據(jù)。