[发明专利]用于研究改性铝粉点火燃烧过程的实验装置及实验方法

说明书

本发明涉及一种适用于研究改性铝粉点火燃烧过程的实验装置及方法，装置包括燃烧室、点火装置、气体输送装置和检测装置，所述燃烧室包括设置在实验平台上的罩体，所述罩体与所述实验平台形成所述燃烧室，在所述罩体的上侧面设置有点火窗口；所述点火装置包括激光点火器和激光出光口，所述激光出光口正对所述点火窗口，所述激光点火器通过所述激光出光口点燃所述燃烧室内的样品；所述气体输送装置包括高压气体罐和气体输送管，所述气体输送管将所述高压气体罐内的气体输送至所述燃烧室内；所述检测装置包括光纤光谱仪和温度采集装置，该装置或方法能够在实验过程中实时反应并记录燃烧温度，较为精准的界定改性铝粉点火起始与燃烧结束时的时间点。

技术领域

本发明涉及用于研究改性铝粉点火燃烧过程的实验装置及实验方法，属于材料性能测试技术领域。

背景技术

铝是地壳中含量最为丰富的金属元素，其具有诸多优点，例如能量密度高，比冲大，燃烧产物对环境与人体安全、无污染，并且铝作为地壳中含量最高的金属元素，现如今其开采手段和炼制技术已经十分成熟，获取渠道便利，价格方面也具有一定的优势。特别是铝作为一种活性较强的金属，可以实现在多种氛围下的燃烧，例如在氧化性水、二氧化碳中也可以实现燃烧，能够满足多种场景的需求。但对于改性铝粉，难以在传统的发动机中进行流动燃烧，界定其点火起始与燃烧结束、观察其燃烧过程也是较为棘手的问题。特别是改性铝粉在特定氛围中的燃烧，存在样品更换、燃烧产物残渣不易收集等问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一个便于研究改性铝粉燃烧性能的装置和通过该装置进行实验的方法，该装置或方法能够在实验过程中实时反应并记录燃烧温度，通过光纤光谱仪测量所得信号较为精准的界定改性铝粉点火起始与燃烧结束时的时间点。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种适用于研究改性铝粉点火燃烧过程的实验装置，包括+燃烧室、点火装置、气体输送装置和检测装置，

所述燃烧室内置有待点燃样品，所述燃烧室包括设置在实验平台上的罩体，所述罩体与所述实验平台形成所述燃烧室，所述罩体的侧面开始有用于样品进入的入口，在所述入口处设置有由室外通向室内的滑轨，在所述滑轨上设置有沿滑轨滑动的送样装置， 在所述罩体的上侧面设置有点火窗口；

所述点火装置包括激光点火器和激光出光口，所述激光出光口正对所述点火窗口，所述激光点火器通过所述激光出光口点燃所述燃烧室内的样品；

所述气体输送装置包括高压气体罐和气体输送管，所述气体输送管将所述高压气体罐内的气体输送至所述燃烧室内；

所述检测装置包括光纤光谱仪和温度采集装置，所述光纤光谱仪上用于采集燃烧样品的光谱信号，样品燃烧时所述光纤光谱仪以设定时间间隔测量若干次光谱信号，所述温度采集装置用于采集燃烧温度。

进一步的，所述光线光谱仪与所述点火装置同步触发，每次触发光纤光谱仪测量100次，每次测量的时间间隔为500µs。

进一步的，所述温度采集装置包括热电偶和温度数据采集仪，所述热电偶置于燃烧室内。

进一步的，所述送样装置上设置有置样平台和推杆，所述置样平台与所述滑轨滑动连接，在所述推杆上固设有用于封堵罩体上样品入口的挡板，所述置样平台沿滑轨移动至设定位置后，所述挡板封堵所述样品的入口。

进一步的，所述检测装置包括摄像装置，所述摄像装置透过所述罩体记录所述样品燃烧状况，所述罩体为透明石英罩。

进一步的，所述实验平台为钢板，所述实验平台的高度可调，所述实验平台与所述石英罩固定连接。

进一步的，对光纤光谱仪在使用标准卤钨灯进行标定，标定后光谱强度对应转化为样品燃烧的实时温度，作为温度数据采集装置采集温度的对照。

进一步的，激光点火器为最大功率600W的激光点火器，其功率与出光大小均可调节；