[发明专利]固体燃料扩散燃烧观察装置

说明书

本发明公开了一种固体燃料扩散燃烧观察装置，用于解决现有观察装置实用性差的技术问题。技术方案是包括进气腔、加热器、燃料条、燃烧室、透明窗、流量调节装置、爆破片和出口壁面，所述进气腔的进气管道与燃烧室连接的一端是方形，加热器包裹在进气腔的凹槽上，所述流量调节装置通过压螺固定在燃烧室出口壁面上方，爆破片固定在流量调节装置与压螺之间。由于进气腔方形进气管道与燃料条长宽尺寸相同，保证了氧化剂气体平吹在燃料条表面，解决了垂直透明窗方向燃料退移速率不一致的问题；加热器和流量调节装置便于观察不同固液混合发动机在不同温度氧化剂条件下燃料的扩散燃烧；爆破片解决了点火药量过多对固体燃料燃烧特性的干扰问题，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种观察装置，特别是涉及一种固体燃料扩散燃烧观察装置。

背景技术

文献“Journal of Propulsion and Power期刊2011年27卷6期1276-1279页的Study on the Regression Rate of Paraffin-Based Hybrid Rocket Fuels”公开了一种固体燃料扩散燃烧观察装置，包括由两个由石英玻璃制成的透明窗、热电偶、温度传感器、燃烧室、燃料条、氧化剂入口通道、氮气入口通道，热电偶安装在燃烧室上壁面的左侧，温度传感器均匀布置在燃烧室下壁面，氧化剂入口安装在燃烧室右侧壁面，氮气入口安装在燃烧室左壁面，燃烧室左壁面连接排气管道，燃烧室上下两个壁面设计成“T”形，凸出的部分安装在燃烧室内侧，燃烧室上下两壁面分别与前后两壁面通过螺栓连接，并通过垫圈将两块石英玻璃密封在上下“T”形壁面与前后壁面形成的凹槽中，燃料条放置在两块石英玻璃之间。

将燃料条置于观察窗之间，打开氧化剂和氮气的气阀，调整高速相机使其可清晰观察到整个燃料条和燃烧腔室，打开温度传感器采集系统，接通热电偶，通过高速相机的记录结果可观察到固体燃料的扩散燃烧。

文献公开的固体燃料扩散燃烧观察装置存在以下缺陷：

一、燃烧室左侧壁面通过排气管直接与大气相连，不存在节流装置，只能观察大气压强下燃料的扩散燃烧，无法观察固液混合发动机工作状态下燃料的扩散燃烧。

二、氧化剂通过细小圆管通入燃烧室，圆管尺寸较小，不能保证氧化剂平吹燃料药条，导致燃料在垂直观察窗面向内这一方向燃料条前后退移速率不一致，影响实验观察结果。

发明内容

为了克服现有观察装置实用性差的不足，本发明提供一种固体燃料扩散燃烧观察装置。该装置包括进气腔、加热器、燃料条、燃烧室、透明窗、流量调节装置、爆破片、进气壁面和出口壁面，所述进气腔的进气管道与燃烧室连接的一端是方形，进气腔的进气管道与外接管道连接的一端是圆形，进气腔固连在燃烧室进气壁面上，加热器包裹在进气腔的凹槽上，所述流量调节装置的收缩段和扩张段最大尺寸与出口壁面收缩孔的最小尺寸相同，流量调节装置通过压螺固定在燃烧室出口壁面上方，爆破片固定在流量调节装置与压螺之间。由于进气腔方形进气管道与燃料条长宽尺寸相同，保证了氧化剂气体平吹在燃料条表面，解决了垂直透明窗方向燃料退移速率不一致的问题；加热器和流量调节装置便于观察不同固液混合发动机，在不同温度氧化剂工作条件下燃料的扩散燃烧；爆破片解决了点火药量过多对固体燃料燃烧特性的干扰问题，实用性好。