[发明专利]一种便于观察和拍摄的液滴蒸发和燃烧装置及实验方法

说明书

本发明公开了一种便于观察和拍摄的液滴蒸发和燃烧装置及实验方法，属于燃烧实验装置技术领域。本发明的一种便于观察和拍摄的液滴蒸发和燃烧装置，包括密封装置、供气机构、点火机构和热电偶推进机构，其中供气机构用于向密封装置供气，点火机构用于燃料的点火操作，所述的热电偶推进机构包括热电偶、推送小车和驱动机构，所述热电偶安装于推送小车上，且其感应端伸出至推送小车外，所述的驱动机构与推送小车驱动相连，用于驱动控制推送小车的运动。本发明适用于研究液滴的蒸发或燃烧过程中的液滴蒸发或火焰变化，装置整体结构简单，方便操作，且实验结果的误差较小，结果较为准确和可靠。

技术领域

本发明属于燃烧实验装置技术领域，更具体地，涉及一种便于观察和拍摄的液滴蒸发和燃烧装置及实验方法。

背景技术

纳米流体属于一种新兴的替代石油燃料的新型能源，即通过向传统燃料中加入纳米级别的颗粒，对传统的燃料进行改性，从而提高燃料的燃烧效率，降低燃料的点火延迟等，但是燃料燃烧过程分为许多个阶段，为进一步发展纳米流体燃料，需要进一步的了解纳米流体的性质。因此，探究不同纳米颗粒种类、不同纳米颗粒尺寸及不同纳米颗粒浓度等对纳米流体点火延迟、点火温度等燃烧性质的影响十分重要。

单液滴燃烧是对纳米流体研究的普遍手段，而且液滴形式简单，便于观察和研究，但采用现有的单液滴实验台对纳米流体的燃烧特性进行实验研究时，其实验结果的准确性还有待进一步提高，尤其是实验过程中由于受人为因素的干扰控制，实验误差相对较大。此外，现有大部分实验台通常都无法保证腔体内气氛的稳定性，从而会对纳米流体的点火性质造成影响，进而影响实验探究结果。

如，中国专利号为：201610807415.9，申请公布日为：2017.02.22，发明创造名称为：一种液滴燃烧试验装置，该申请案公开了一种液滴燃烧实验装置，其包括高温实验腔体结构、与所述高温实验腔体结构相对设置的液滴传送机构及液滴制作机构。所述高温实验腔体结构包括本体及多个氮化硅加热片，多个所述氮化硅加热片绕所述本体的中心轴均匀排布。所述液滴制作机构包括注射泵底座、设置在所述注射泵底座一端的注射泵步进电机、连接于所述注射泵步进电机的注射泵丝杠、连接于所述注射泵丝杠的注射泵推板、设置在所述注射泵底座与所述注射泵步进电机所在端相背一端的注射泵前挡板、设置在所述注射泵前挡板上的导向管及部分套设在所述导向管内的微升注射器，通过控制所述注射泵步进电机的脉冲数可以控制所述微升注射器注射液体的体积，即液滴的尺寸。

但上述申请案的不足之处在于该装置拍摄和调试较为复杂，不方便实验者观察，不能进行气体组分的混匀，且装置适用性较为单一，不能满足多样性的实验条件，装置本身的成本也过高。此外，现有单液滴实验台绝大多数都会存在火焰受腔体空间大小的影响或者虽然实验台腔体空间足够，但是腔体不方便观察或拍摄的问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有纳米流体研究用液滴燃烧实验装置存在的以上不足，提供了一种便于观察和拍摄的液滴蒸发和燃烧装置及实验方法。本发明基于单液滴蒸发燃烧实验装置的工作特点，针对液滴燃烧实验装置的结构及部件连接关系进行了优化设计，从而能够大大减小人为干预等造成的不确定性和实验误差，进而保证实验结果的准确性和稳定性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种便于观察和拍摄的液滴蒸发和燃烧装置，包括密封装置、供气机构、点火机构和热电偶推进机构，其中供气机构用于向密封装置供气，点火机构用于燃料的点火操作，所述的热电偶推进机构包括热电偶、推送小车和驱动机构，所述热电偶安装于推送小车上，且其感应端伸出至推送小车外，所述的驱动机构与推送小车驱动相连，用于驱动控制推送小车的运动。

更进一步的，所述的驱动机构包括步进电机和供电装置，所述的步进电机分别与推送小车及供电装置相连。