[发明专利]同时实现预混火焰撞击湿壁和窄通道内传播的实验系统

说明书

本发明公开了一种同时实现预混火焰撞击湿壁和窄通道内传播的实验系统，包括定容燃烧弹，容弹加热系统，进气控制系统，点火系统和纹影系统；所述容弹加热系统用于对定容燃烧弹进行加热，并对定容燃烧弹内部的温度和压力进行监测；所述进气控制系统将空气和可燃气体进行混合形成混合气体并将混合气体喷入定容燃烧弹的工作腔中；所述点火系统用于将定容燃烧弹的工作腔中的混合气体点燃；所述纹影系统对定容燃烧弹的工作腔内火焰的发展过程进行记录。本发明实现一方面记录和观察预混火焰与湿壁撞击过程中的相互作用，另一方面观察预混火焰在窄通道内传播的情况，解决了现有实验器材在针对基于定容燃烧弹的火焰研究时只能实现某一种研究目的问题。

技术领域

本发明涉及燃烧技术，特别涉及一种同时实现预混火焰撞击湿壁和窄通道内传播的实验系统，用于测试与分析预混火焰撞击湿壁和窄通道内传播的实验过程。

背景技术

以发动机为基础的火焰与壁面相互作用是不可避免的。在密闭空间内，火焰与壁面相互作用对火焰具有重要影响。一方面，火焰到达壁面时会发生淬熄现象，造成热量损失。另一方面，火焰与壁面相互作用还会对中间产物及生成物造成一定影响。同时，由于壁面的存在，对火焰传播也会造成一定影响。使用定容燃烧弹配合各种光学技术如高速相机，高速纹影仪，激光器等可以对密闭空间内火焰进行一系列的研究，例如火焰传播，颗粒物生成研究等。

现阶段的定容燃烧弹大部分针对一种或者两种科研目的进行加工制造。出于实验目的考虑，定容燃烧弹以简单高效见长。但是能够同时多种测量目的的定容燃烧弹是十分必要的，既能完成多种测量目的的需要，同时可以比较不同因素对火焰影响关系。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种同时实现预混火焰撞击湿壁和窄通道内传播的实验系统，主要是为了实现一方面记录和观察预混火焰与湿壁撞击过程中的相互作用，另一方面观察预混火焰在窄通道内传播的情况。对预混火焰撞击湿壁和在窄通道内传播过程中压力，火焰形貌等进行记录和分析，对预混火焰与湿壁相互作用的机理及火焰在窄通道传播进行深入研究，为燃烧计算模型的改进和燃烧动力装置的优化提供数据和理论支持。

本发明所采用的技术方案是：一种同时实现预混火焰撞击湿壁和窄通道内传播的实验系统，包括：

定容燃烧弹；

容弹加热系统，所述容弹加热系统用于对所述定容燃烧弹进行加热，并对所述定容燃烧弹内部的温度和压力进行监测；

进气控制系统，所述进气控制系统将空气和可燃气体进行混合形成混合气体，并将所述混合气体喷入所述定容燃烧弹的工作腔中；

点火系统，所述点火系统用于将所述定容燃烧弹的工作腔中的所述混合气体点燃；以及，

纹影系统，所述纹影系统对所述定容燃烧弹的工作腔内火焰的发展过程进行记录。

进一步地，所述定容燃烧弹的内部设置有填充装置，所述填充装置整体呈圆柱形结构，所述填充装置的上部开设有向下的第一凹槽，所述第一凹槽包括第一侧和第二侧，所述第一凹槽的底部、位于所述第一凹槽的第二侧处开设有向下的第二凹槽，所述第二凹槽包括第一侧和第二侧，所述第二凹槽的第一侧上端部与所述第一凹槽的底部连接，所述第二凹槽的第二侧与所述第一凹槽的第一侧共面；所述第二凹槽的宽度小于所述第一凹槽的宽度；所述第一凹槽和所述第二凹槽组成了所述定容燃烧弹的工作腔，所述第一凹槽的第一侧为所述工作腔的第一侧，所述第一凹槽的第二侧和所述第二凹槽的第二侧共同组成了所述工作腔的第二侧。

其中，所述第一凹槽的宽度为62.5mm，所述第二凹槽的宽度为10mm。

进一步地，，所述容弹加热系统包括：

加热板，所述加热板对所述定容燃烧弹进行加热；

热电偶，所述热电偶设置在所述定容燃烧弹内部，用于测量所述定容燃烧弹内部温度；