[發明專利]一種適用于固體推進劑懸浮燃燒的實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202110953432.4
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113686920A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 孫運蘭;季言午;朱寶忠;于海龍;梁玉寒
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22;G01N23/207;G01N23/2251;G01N21/73;G01N15/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 韓紅莉

本發明公開了一種適用于固體推進劑懸浮燃燒的實驗裝置及方法，裝置包括用于引燃固體推進劑的點火燃燒裝置、用于輸送氣體的氣體傳輸裝置和監測固體推進劑的燃燒分析裝置，氣體傳輸裝置連通點火燃燒裝置，燃燒分析裝置設置在點火燃燒裝置一側；點火燃燒裝置包括燃燒室、點火機構和燃燒通道，點火機構及燃燒通道分別設置在燃燒室內，固體推進劑位于燃燒通道中，氣體傳輸裝置連通燃燒通道，且氣體傳輸裝置的氣體傳輸方向朝向固體推進劑；點火機構位于燃燒通道朝向氣體傳輸裝置一側的對側。實驗時點火機構加熱升溫達到固體推進劑的燃點，氣體傳輸裝置向燃燒通道輸入氣體，氣體將固體推進劑吹起靠近點火機構，點火機構點火引燃固體推進劑。

技術領域

本發明涉及一種適用于固體推進劑懸浮燃燒的實驗裝置及方法，屬于材料性能測試技術領域。

背景技術

鋁燃燒是當今極有前景的一種金屬燃料燃燒技術，由于鋁的儲量大，開采技術手段成熟，燃燒產物安全無污染，比沖大等優勢，已經逐步的用于各種固體推進劑的配方中。特別的，鋁可以在多種氣氛中進行燃燒，能夠滿足在多個應用場景中的實際需求。但是對于鋁基固體推進劑的燃燒研究中，常常不能忽視實驗臺、燃燒室壁面對于推進劑的燃燒影響，因此需要將推進劑進行懸浮燃燒，觀測推進劑在空間中的燃燒情況。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種適用于固體推進劑懸浮燃燒的實驗裝置及方法，能夠適用于將鋁燃燒固體推進劑吹氣懸浮點燃，并采集分析相關燃燒的圖像。

為達到上述目的，本發明提供

一種適用于固體推進劑懸浮燃燒的實驗裝置，其特征在于，包括用于引燃固體推進劑的點火燃燒裝置、用于輸送可燃氣體及滅火氣體的氣體傳輸裝置和監測固體推進劑的燃燒分析裝置，氣體傳輸裝置連通點火燃燒裝置，燃燒分析裝置設置在點火燃燒裝置一側；

點火燃燒裝置包括燃燒室、點火機構和燃燒通道，點火機構及燃燒通道分別設置在燃燒室內，固體推進劑位于燃燒通道中，氣體傳輸裝置連通燃燒通道，且氣體傳輸裝置的氣體傳輸方向朝向固體推進劑；點火機構位于燃燒通道朝向氣體傳輸裝置一側的對側。

優先地，燃燒室包括燃燒室平臺、透明罩體、透明管和氣體輸送管接口，透明罩體密封固定設置在燃燒室平臺上，燃燒室平臺中端開設配合透明管的燃燒通孔，透明管中端固定連接燃燒通孔，透明管中開設上下底面貫穿的燃燒通道，氣體輸送管接口連通透明管下端，實驗開始前固定推進劑放置在氣體輸送管接口上方。

優先地，點火機構包括若干個絕緣支撐件、若干個點火絲、若干個導電棒和便攜式變壓器，

絕緣支撐件和若干個導電棒均位于透明罩體內，若干個導電棒通過若干個絕緣支撐件固定設置在燃燒室平臺上，若干個導電棒上端固定連接點火絲，點火絲位于固體推進劑上方，若干個導電棒下端穿過絕緣支撐件和燃燒室平臺后電連接便攜式變壓器的變壓器輸出端接口。

優先地，包括用于調節燃燒室平臺高度的可升降支架，可升降支架上端抵靠在燃燒室平臺。

優先地，氣體傳輸裝置包括氣體鋼瓶一、氣體鋼瓶二、氣體流量計、氣體輸送管和流量調節旋鈕，氣體鋼瓶一和氣體鋼瓶二均通過氣體輸送管連通氣體輸送管接口，氣體流量計安裝在氣體輸送管上，流量調節旋鈕安裝在氣體輸送管接口上；

氣體鋼瓶一中裝載二氧化碳氣體，氣體鋼瓶二中裝載Ar氣體。

優先地，燃燒分析裝置包括光纖光譜儀準直鏡、攝像機、光纖光譜儀、同步觸發裝置和分析機構，光纖光譜儀準直鏡固定設置在透明罩體一側，光譜儀準直鏡電連接光纖光譜儀，光纖光譜儀電連接同步觸發裝置，攝像機電連接同步觸發裝置，分析機構電連接同步觸發裝置。

優先地，燃燒室包括固定卡口，透明罩體通過固定卡口密封固定設置在燃燒室平臺上。

優先地，一種適用于固體推進劑懸浮燃燒的實驗方法，包括：

將氣體鋼瓶一的閥門和氣體流量計打開向燃燒通道中充入CO氣體或Ar氣體，排除燃燒通道內的空氣；