[发明专利]一种测量碳氢燃料层流火焰燃烧速度的本生灯实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及液体碳氢燃料层流燃烧速度的检测，具体指一种测量碳氢燃料层流火焰燃烧速度的本生灯实验装置。

背景技术

液体碳氢燃料主要由石油炼制，如常见的汽油、柴油以及航空煤油等，其能量密度大且易获得，目前仍是各类热动力机械的主要能量来源。常见的液体碳氢燃料具有较大的分子量和黏性，故使其在各类热动设备里充分燃烧具有一定难度，而研究层流燃烧速度对充分认识燃料的燃烧特性具有重要帮助，这对提高碳氢燃料的燃烧效率具有重要意义。

本生灯装置操作方便、结构简单，是测量层流燃烧速度的常用方法，但目前常见用于气体燃料。此外，在传统的本生灯装置中，燃料从底部进入，而空气由两侧进入并与燃料混合，并不完全适用于本发明考虑的液体碳氢燃料，故本发明对传统的本生灯装置做了改进，以使其适用于液体碳氢燃料层流火焰燃烧速度的测量，从而为各类燃烧器设计和化学反应模型验证提供参考。

发明内容

本发明的目的是一种测量碳氢燃料层流火焰燃烧速度的本生灯实验装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种测量碳氢燃料层流火焰燃烧速度的本生灯实验装置，包括燃料进料系统、雾化系统、稳流预混系统，本生灯系统和本生灯进气系统，燃料进料系统与雾化系统连接，雾化系统与稳流预混系统连接，稳流预混系统与本生灯系统连接，本生灯系统与本生灯进气系统连接；

所述燃料进料系统包括油箱、燃料发射泵和控制箱，所述油箱燃料出口通过管道连接燃料发射泵燃料入口，控制箱电性连接燃料发射泵；

所述雾化系统的燃料入口通过管道连接燃料发射泵燃料出口，雾化系统与燃料发射泵之间的管道上设有第一转子流量计，第一转子流量计电性连接控制箱；

所述稳流预混系统包括第二空气泵、第一音速喷嘴流量计和稳流预混管，所述稳流预混管燃料入口的中心设有一个中心孔，所述稳流预混管的中心孔通过管道与雾化系统的燃料出口连接；中心孔的周向均匀设有三个空气进气孔；所述第二空气泵的出口设有一条总管A，总管A上设有第一音速喷嘴流量计，总管A的出口设有3条支管A，所述的3条支管A分别与稳流预混管的三个空气进气孔相连接，且3条支管A与稳流预混管的三个空气进气孔的连接处均设有旋流片；

所述本生灯系统包括本生灯，所述本生灯底部中心设有一个中心孔，中心孔的周向均匀设有三个空气进气孔；所述本生灯的中心孔通过管道与稳流预混管的燃料出口连接，所述本生灯的中心孔与稳流预混管的管道上设有第一伴热带，第一伴热带与本生灯的中心孔之间设有第一热电偶；

所述本生灯进气系统包括第二伴热带、第二音速喷嘴流量计、第三空气泵和第二热电偶，所述第三空气泵的出口设有总管B，总管B的出口设有3条支管B，所述的3条支管B分别与本生灯底部的三个空气进气孔相连接，且3条支管B与本生灯底部的三个空气进气孔的连接处均设有旋流片；在所述总管B上，沿第三空气泵至本生灯的方向上依次设有第二音速喷嘴流量计、第二伴热带和第二热电偶。

进一步，所述雾化系统包括第一空气泵、第二转子流量计和石英玻璃雾化器，所述第一空气泵的出口通过管道与石英玻璃雾化器的进气口连接，石英玻璃雾化器燃料入口通过管道连接燃料发射泵燃料出口，石英玻璃雾化器的燃料出口通过管道连接稳流预混管的中心孔；所述第二转子流量计设于第一空气泵与石英玻璃雾化器之间的管道上。

进一步，所述雾化系统包括高压喷嘴，所述高压喷嘴的燃料入口通过管道连接燃料发射泵燃料出口，高压喷嘴的喷嘴连接稳流预混管的中心孔。

进一步，所述本生灯系统还包括本生灯底座，所述本生灯底座设于实验台上。

所述的本生灯包括本生灯底座、预混段和稳流段。本生灯底座安置在实验台上，底部的中心孔和三个空气进气孔，同向进入的空气和燃料在预混段内先发生混合，随后一同进入扩张后的稳流段，并在本生灯出口位置点火形成火焰。

所述的稳流预混管是液体碳氢燃料雾化及与空气预混的场所。入口的中心孔为石英玻璃雾化器(或者高压喷嘴)的连接孔，中心孔周向以等边三角形的形式均匀分布三个空气进气孔，且加装的旋流片用来改变进气流动方式，从而促进中心液体燃料的雾化。初步预混的燃料与空气随后通过一个扩张的稳流段，形成回流区，以稳定混气流速。

所述的石英玻璃雾化器(或高压喷嘴)用于液体碳氢燃料雾化。

所述的第一转子流量计检测出油流量，并将流量信号传送给控制箱，控制箱通过控制燃料发射泵的工作状态调节出油流量。