[发明专利]一种可变向高压氢气射流燃烧的实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种可变向高压氢气射流燃烧的实验装置，包括高压氢气射流系统、供氢系统、热电偶支架和辐射热流计支架；其特征在于：

所述高压氢气射流系统包括喷射杆(1)、喷头单元(2)和防雨罩(3)；

所述喷射杆(1)是一套支撑杆件；所述喷头单元(2)是一套管路组合件安装在喷射杆(1)上方离地面2米处，保证高压射流氢气不受地面的影响；

所述喷头单元(2)包括精密电控旋转台(13)由远程传输指令控制其旋转的角度，进而带动整个喷头单元(2)旋转，调整氢气射流的角度；

所述防雨罩(3)，安装在喷射杆(1)上，覆盖喷头单元(2)，保护其不受雨水侵蚀；

所述供氢系统是包括气罐推车(19)、碳纤维储氢罐以及附属管道；碳纤维储氢罐安放在气罐推车(19)内，并由罩壳压紧防止移动；

所述热电偶支架包括竖直热电偶支架(20)、倾斜热电偶支架(21)和水平热电偶支架(22)，分别应用于不同实验条件下高温热电偶的布置，热电偶上的微电压信号通过信号采集线连通数据采集卡；

所述辐射热流计支架包括竖直辐射热流计支架(23)、倾斜辐射热流计支架(24)和水平辐射热流计支架(25)，分别应用于不同实验条件下辐射热流计的布置，辐射热流计安装并固定在热流计支架上，并以电压信号的方式通过信号采集线将数据传输至采集卡。

2.根据权利要求1所述的可变向高压氢气射流燃烧的实验装置，其特征在于：所述喷射杆(1)包括圆板(14)、方板(15)、转接板(16)、三角块(17)、钢管(18)组成的，所有部件采用焊接方法进行拼装；

圆板(14)位于喷射杆(1)底部，并加工有螺栓孔，通过地脚螺栓将其固定在地面水泥平台上；钢管(18)位于圆板(14)上方，与圆板(14)采用焊接方式连为一体，并通过焊接三角块(17)加强圆板(14)和钢管(18)的连接；方板(15)位于钢管(18)上部，并与钢管(18)采用焊接方式固定；转接板(16)竖直固定在方板(15)上方，并加工了相应的安装孔，用于固定喷头单元(2)。

3.根据权利要求2所述的可变向高压氢气射流燃烧的实验装置，其特征在于：所述喷射杆(1)侧面预留有用于管道布置的孔，便于管道走线。

4.根据权利要求1所述的可变向高压氢气射流燃烧的实验装置，其特征在于：所述喷头单元(2)还包括接头(4)、控制阀(5)、器件安装板(6)、气管(7)、四通压板(8)、四通(9)、石棉板支板(10)、石棉板(11)及喷头(12)；

高压氢气流入喷头单元(2)，先后经过接头(4)、控制阀(5)、气管(7)、四通(9)和喷头(12)；控制阀(5)由远端TTL电平信号控制，负责气路的开闭；四通(9)一共拥有四个连接口，一侧连接气管(7)，另一侧连接喷头(12)，另外两个接头分别温度变送器和压力变送器；器件安装板(6)将整个喷头单元(2)固定在精密电控旋转台(13)之上；

精密电控旋转台(13)由远程传输指令控制其旋转的角度，进而带动整个喷头单元(2)旋转，调整氢气射流的角度；四通压板(8)用于紧固四通(9)，防止气流冲击力造成管路松动；石棉板支板(10)和石棉板(11)用于隔离高压氢气射流火焰造成的热辐射，避免管路过热。

5.根据权利要求1所述的可变向高压氢气射流燃烧的实验装置，其特征在于：所述气罐推车(19)安装有万向轮，便于移动。

6.根据权利要求1所述的可变向高压氢气射流燃烧的实验装置，其特征在于：竖直热电偶支架(20)与竖直辐射热流计支架(23)配对使用，倾斜热电偶支架(21)与倾斜辐射热流计支架(24)配对使用，水平热电偶支架(22)与水平辐射热流计支架(25)配对使用。

7.根据权利要求1所述的可变向高压氢气射流燃烧的实验装置，其特征在于：热电偶支架和辐射热流计支架采用钢管与法兰焊接制成，相邻两节之间采用高强度螺栓连接。

8.根据权利要求1所述的可变向高压氢气射流燃烧的实验装置，其特征在于：供氢系统中的气罐推车(19)必须与喷射杆(1)保持10米以上的距离，并远离火焰射流的方向。