[发明专利]一种燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种固体燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置，其特征在于：包括中空的密封腔(1)，所述密封腔(1)上设置有进气口和出气口，所述进气口通过管道连接至气源(10)，所述出气口上设置有阀门用以控制与外界联通与否；在密封腔(1)内部的上方位置固定有管式电加热炉(2)，且管式电加热炉(2)的轴向竖直放置，所述管式电加热炉(2)连接至电炉温度控制单元(7)；位于管式电加热炉(2)的上方的密封腔(1)上开设有颗粒出入口、密封塞(4)和颗粒支撑架(3)，所述密封塞(4)与颗粒出入口匹配，所述颗粒支撑架(3)穿过密封塞(4)后一端位于密封腔(1)内部的管式电加热炉(2)的空腔中、另一端位于密封腔(1)外部，且位于密封腔(1)内部的一端设置有颗粒托盘；在密封腔(1)内部的下方位置设置有撞击平台(5)，且撞击平台(5)正对管式电加热炉(2)的空腔；在密封腔(1)的侧壁对准撞击平台(5)上表面的位置上开设有红外热成像孔和高速摄像孔，所述红外热成像孔上密封有透红外线玻璃(12)，密封腔(1)外部正对透红外线玻璃(12)设置有红外热成像仪(8)，所述高速摄像孔上密封有透明玻璃(13)，密封腔(1)外部正对透明玻璃(13)设置有高速摄像机(9)，所述红外热成像仪和高速摄像机均连接至计算机(6)。

2.根据权利要求1所述的固体燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置，其特征在于：红外热成像仪(8)与高速摄像机(9)的成像路线为同一水平高度，且相互垂直。

3.根据权利要求1所述的固体燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置，其特征在于：所述撞击平台(5)通过高度调节装置固定在密封腔(1)底部。

4.根据权利要求1所述的固体燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置，其特征在于：所述气源(10)与进气口之间的管道上设置有气体流量调节阀(11)。

5.根据权利要求1所述的固体燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置，其特征在于：所述密封腔(1)为不锈钢箱体。

6.根据权利要求1所述的固体燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置，其特征在于：所述颗粒支撑架(3)下端设置的颗粒托盘为平板型。

7.根据权利要求1所述的固体燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量装置，其特征在于：所述透红外线玻璃(12)、透明玻璃(13)通过螺栓、密封垫配合分别将密封腔(1)上的红外热成像孔和高速摄像孔密封。

8.一种固体燃料颗粒热态碰撞恢复系数测量方法，其特征在于：包括顺序执行的以下步骤：

步骤1、开启气源(10)，调节气体流量调节阀(11)，使得密封腔(1)内形成所需气氛；

步骤2、将密封塞(4)连同颗粒支撑架(3)一并取下，通过电炉控制单元(7)开启管式电加热炉(2)，加热到设定温度；

步骤3、将燃料颗粒放置在颗粒支架(3)上的颗粒托盘中，将密封塞(4)安装回颗粒出入口中，该步骤注意防止燃料颗粒洒落；

步骤4、待燃料颗粒加热燃烧后，轻微震动颗粒支撑架(3)，使燃料颗粒自由下落撞击平台(5)；与此同时，高速摄像机(9)记录下燃料颗粒的撞击过程图像并存入计算机(6)，红外热成像仪(8)记录下撞击时燃料颗粒的红外图像并存入计算机(6)；

步骤5、计算机(6)对高速摄像机(9)获得的图像进行处理，获得燃料颗粒撞击前的速度V和和撞击后的反弹速度V_R，并按照颗粒碰撞恢复系数的定义公式计算出碰撞恢复系数e＝|V_R|/V；计算机同时根据红外热成像仪(8)获得的红外图像识别颗粒碰撞时的温度状态。