[發(fā)明專利]多工況的金屬液滴引燃實驗裝置

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• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113567614A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 楊文杰;楊銳;陶振翔;唐維彤;丁杉;陳敏澤;高子善
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王燕

本發(fā)明公開了一種多工況的金屬液滴引燃實驗裝置。該裝置包括高壓艙體、高頻電磁加熱爐、試樣裝填組件和底板加熱保溫組件，高壓艙體內限定出高壓艙室，高壓艙體上設有向高壓艙室注入氣體的進氣孔；高頻電磁加熱爐安裝在高壓艙體的側壁上，高頻電磁加熱爐包括位于高壓艙室上部的電磁懸浮加熱爐線圈；試樣裝填組件包括直線運動模組，直線運動模組的一端用于盛放從第一操作孔送入的金屬顆粒試樣；底板加熱保溫組件可水平旋轉地設置在保溫箱內，底板加熱保溫組件用于放置從第二操作孔中送入的待引燃試件并對待引燃試件根據(jù)實驗需求進行加熱。本發(fā)明可以模擬不同種類的熔融狀態(tài)金屬在不同工況下引燃可燃材料。

技術領域

本發(fā)明涉及金屬液滴引燃實驗裝置技術領域，尤其是涉及一種多工況的金屬液滴引燃實驗裝置。

背景技術

近年來，由高溫顆粒引發(fā)的火災問題愈發(fā)嚴重。日常生活中，裸露的高壓電線在大風的作用下相互碰撞、切割機和電焊機在工作狀態(tài)下、煙花在距離建筑物較近的距離爆炸，其產生的高溫顆粒都有可能引燃可燃材料，進而引發(fā)火災。在航空器領域，高溫金屬熔融物是造成機身或發(fā)動機火災蔓延及火勢擴大的主要原因。

一直以來都有學者致力于上述高溫顆粒引燃過程的研究。有學者曾研究電弧放電過程、金屬切割打磨過程以及電焊過程中產生的高溫金屬顆粒的大小、溫度及速度分布等物理特征；有學者曾研究過熔融狀態(tài)的金屬與平板撞擊過程中的動力學和熱力學問題；也有學者用加熱后的固態(tài)金屬顆粒研究其對典型可燃材料的引燃機理；還有學者通過激光點燃鈦合金板來模擬熔融狀態(tài)的鈦液滴引燃鈦合金機匣。但是由于在高溫金屬熔融物引燃過程中，熔融物的質量、溫度、速度較難以控制，因此高溫金屬熔融物引燃過程并未有實驗研究。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種多工況的金屬液滴引燃實驗裝置，可以模擬不同種類的熔融狀態(tài)金屬在不同工況下引燃可燃材料。

根據(jù)本發(fā)明實施例的多工況的金屬液滴引燃實驗裝置，包括：

高壓艙體，所述高壓艙體內限定出高壓艙室，所述高壓艙體上設有向所述高壓艙室注入氣體的進氣孔、用于檢測所述高壓艙室中氣體壓強的壓強計、第一操作孔和第二操作孔；

高頻電磁加熱爐，所述高頻電磁加熱爐安裝在所述高壓艙體的側壁上，所述高頻電磁加熱爐包括位于所述高壓艙室上部的電磁懸浮加熱爐線圈；

試樣裝填組件，所述試樣裝填組件位于所述高壓艙室中，所述試樣裝填組件包括直線運動模組，所述直線運動模組的一端用于盛放從所述第一操作孔送入的金屬顆粒試樣，所述直線運動模組的一端低于所述電磁懸浮加熱爐線圈；所述直線運動模組可在第一位置和第二位置之間運動，所述直線運動模組運動至所述第一位置時，所述直線運動模組的一端位于所述電磁懸浮加熱爐線圈的正下方，以便于所述直線運動模組的一端上的所述金屬顆粒試樣進行懸浮電磁加熱而熔化成金屬液滴，位于懸浮電磁加熱處的所述金屬液滴的溫度能被實時測量并被反饋給所述高頻電磁加熱爐的溫控組件；所述直線運動模組運動至所述第二位置時，所述直線運動模組的一端偏離所述電磁懸浮加熱爐線圈的正下方，以便所述懸浮電磁加熱處的所述金屬液滴自由落下時不被所述直線運動模組阻擋；

保溫箱，所述保溫箱設置在所述高壓艙室下部，所述保溫箱的頂部設有通孔，以供所述金屬液滴自由落下時從所述通孔中進入所述保溫箱內；

底板加熱保溫組件，所述底板加熱保溫組件可水平旋轉地設置在所述保溫箱內，所述底板加熱保溫組件用于放置從所述第二操作孔中送入的待引燃試件并對所述待引燃試件根據(jù)實驗需求進行加熱；所述金屬液滴自由落下進入所述保溫箱后掉落在正在旋轉或不旋轉的所述待引燃試件上，以引燃所述待引燃試件；所述待引燃試件的引燃過程通過攝像機實時記錄下來。

根據(jù)本發(fā)明實施例的多工況的金屬液滴引燃實驗裝置，具有如下優(yōu)點：