[發(fā)明專利]自適應(yīng)液體燃料高溫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110762603.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113533620B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李星;謝圣榮;霍杰鵬;李濤;汪小憨
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 勞劍東;莫瑤江

1.一種自適應(yīng)液體燃料高溫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y量方法，其利用自適應(yīng)液體燃料高溫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y量裝置進(jìn)行，其特征在于，測量裝置包括：

空氣源，其用于提供燃料燃燒所需要的空氣；

液體燃料源，其用于提供燃料燃燒所需要的液體燃料；

管道燃燒器，其具有從燃料入口至燃料出口的橫截面逐漸增大的階梯形狀的通道；以及，

混合器，其用于將所述空氣和所述液體燃料混合并送至所述管道燃燒器的燃料入口；

還包括：紅外加熱器，所述紅外加熱器用于對所述管道燃燒器的外壁進(jìn)行加熱，有助于點(diǎn)火和穩(wěn)定火焰，以減少從火焰到固壁的熱損失；

測量方法包括：

通過改變紅外加熱器功率，入口流速和當(dāng)量比條件，點(diǎn)火后平面火焰將自適應(yīng)地穩(wěn)定在管道不同位置處；

此時(shí)的平面火焰即具有不同初始溫度可燃預(yù)混氣的層流燃燒特征，以此獲取層流燃燒速度；

入口處未燃混合氣滿足：

PV_inlet＝mRgT_inlet(1)

其中：P為壓力，V_inlet為入口體積流量，m為質(zhì)量流量，Rg為氣體常數(shù)，T_inlet為入口未燃混合氣初始溫度；

火焰面前端未燃混合氣被管道加熱后滿足：

PV_u＝mRgT_u(2)

其中：P為壓力，V_u為火焰面前端未燃混合氣體積流量，m為質(zhì)量流量，Rg為氣體常數(shù)，T_u為火焰面前端未燃混合氣初始溫度；

根據(jù)質(zhì)量流量守恒，由(3)化簡得(6)，根據(jù)層流燃燒速度定義，此時(shí)火焰面前端未燃混合氣流速U_u即為層流燃燒速度S_u：

其中：A_inlet為管道入口截面面積，A_u為火焰面前端處管道截面面積，U_u為焰面前端未燃混合氣流速U_u，S_u為層流燃燒速度S_u。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)液體燃料高溫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y量方法，其特征在于，所述管道燃燒器的材質(zhì)由藍(lán)寶石制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)液體燃料高溫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y量方法，其特征在于，所述空氣源與所述混合器之間設(shè)置有質(zhì)量流量計(jì)，所述質(zhì)量流量計(jì)用于測量所述空氣的流量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)液體燃料高溫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y量方法，其特征在于，還包括：控制模塊，所述控制模塊用于獲取所述質(zhì)量流量計(jì)的空氣的流量數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)液體燃料高溫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y量方法，其特征在于，所述液體燃料源與所述混合器之間設(shè)置有液體燃料泵，所述液體燃料泵用于加快液體燃料的輸送。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)液體燃料高溫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y量方法，其特征在于，還包括：相機(jī)，所述相機(jī)用于采集液體燃料燃燒時(shí)的圖像信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)液體燃料高溫層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葴y量方法，其特征在于，還包括：激光器和探測器，所述激光器和探測器位于所述管道燃燒器的兩側(cè)。