[发明专利]一种高气压下燃料层流和湍流火焰速度的测量系统及方法

摘要

一种高气压下燃料层流和湍流火焰速度的测量系统及方法，包括用于基于高气压双腔体燃烧器的测量装置，以及层流和湍流火焰速度测量方法。在双腔体燃烧器的内腔体中充满特定燃料的可燃预混气体，外腔体中充满与内腔体等压力等密度的惰性气体，通过高电压脉冲发生器使位于内腔体中心的电极产生电火花以引发可燃气体点火，在点火瞬间导通内外腔体以保证腔体内气压恒定，并同时触发高速相机进行纹影拍摄，最后通过处理火焰面传播图像得到此种燃料在特定压力下的火焰传播速度。通过控制湍流发生器的工作与否，可以分别得到湍流火焰速度与层流火焰速度；通过PIV粒子示踪技术可以标定火焰湍流场的湍流强度。

主权项

一种高气压下燃料层流和湍流火焰速度的测量系统，其特征在于：该系统含有高气压双腔体燃烧器、湍流发生器、脉冲点火装置、纹影光源、PIV激光光源以及高速摄像测量装置；所述高气压双腔体燃烧器包括内外两个腔体、内外腔导通阀门、石英观察窗、激光入射窗口；所述高速摄像测量装置包括高速摄像机，所述纹影光源和高速摄像机固定于石英视窗两侧；所述的高气压双腔体燃烧器外腔体和内腔体容积比为20；所述内外腔导通阀门采用O型圈密封，每个阀门含有一个或多个导通孔，通过阀门旋转控制导通孔打开或关闭；所述的湍流发生器由高速电机、湍流风扇以及其连接轴构成，高速电机转速范围为0‑30000转/分钟，湍流风扇采用多孔圆环与肋板轮毂结构，连接轴采用柔性材质；所述的脉冲点火装置由高电压脉冲发生器、点火电极以及其连接导线组成，高电压脉冲发生器的电压范围为0‑200KV，电流波形为正弦波或方波，点火电极直径为0.05‑5mm。