[发明专利]适用于研究液体燃料燃烧特性的锥形火焰燃烧器及其方法

权利要求书

1.一种适用于研究液体燃料燃烧特性的锥形火焰燃烧器，其特征在于包括燃烧器、温度显示器（5）、加热器控制器（6）、第一流量控制器及显示仪表（7）、第一减压阀（8）、压缩空气储气罐（9）、精密油量泵（10）、燃料箱（11）、保护气体储气罐（12）、第二减压阀（13）、第二流量控制器及显示仪表（14），燃烧器包括锥形火焰形成段（1）、稳流段（2）、液体燃料雾化段（3）、空气加热段（4）、燃烧器出口（15）、保护气体导流罩（16）、多孔陶瓷稳流器（17）、保温材料（18）、温度传感器（19）、空气接触式电加热器（20）、液体燃料雾化室（21）；

    燃烧器从上到下依次设有锥形火焰形成段（1）、稳流段（2）、液体燃料雾化段（3）、空气加热段（4），燃烧器上部即锥形火焰形成段（1）设有燃烧器出口（15），燃烧器出口外围设有保护气体导流罩（16），保护气体导流罩经第二流量控制器及显示仪表（14）、第二减压阀（13）与保护气体储气罐（12）相连，燃烧器中部设有多孔陶瓷稳流器（17），燃烧器下部设有空气接触式电加热器（20）即空气加热段（4），空气接触式电加热器与加热控制器（6）相连，空气接触式电加热器（20）上端设有温度传感器（19），温度传感器与温度显示器（5）相连，压缩空气储气罐（9）经第一减压阀（8）、第一流量控制器及显示仪表（7）与空气接触式电加热器（20）底部相连，多孔陶瓷稳流器（17）与空气接触式电加热器（20）之间设有液体燃料雾化室（21）即液体燃料雾化段（3），燃料箱（11）经精密油量泵（10）与液体燃料雾化室相连，液体燃料雾化段（3）与锥形火焰形成段（1）之间为稳流段（2），燃烧器外壁设有保温材料（18）。

2.如权利要求1所述的一种适用于研究液体燃料燃烧特性的锥形火焰燃烧器，其特征在于，所述的液体燃料雾化段（3）自下而上为渐缩渐扩结构，喉部圆周上开有燃料进给口。

3.如权利要求2所述的一种适用于研究液体燃料燃烧特性的锥形火焰燃烧器，其特征在于所述的喉部圆周上均匀分布开有多个开有燃料进给口，且孔径各不相同。

4.如权利要求1所述的一种适用于研究液体燃料燃烧特性的锥形火焰燃烧器，其特征在于所述的保护气体导流罩（16）圆周上均匀分布着四个保护气体入口。

5.一种使用如权利要求1所述的适用于研究液体燃料燃烧特性的锥形火焰燃烧器的燃烧控制方法，其特征在于：工作时，先通入空气，并开启空气接触式电加热器（20），由温度传感器（19）反馈的信号调节加热功率，当预热空气温度达到待研究液体燃料所需要的温度时，保护气体储气罐（12）开始供应保护气体，并开始从燃料箱（11）通入待研究液体燃料，所通入的燃料量由精密测量泵（10）精确控制，然后根据所测试的不同液体燃料即汽油、柴油、生物柴油、醇类燃料的理化特性即粘度、表面张力、分子量、密度，选择不同的液体燃料雾化室（21）喉部燃料进给口通道，由于液体燃料雾化室（21）的渐缩渐扩结构，燃料从喉部通入时，由于空气的节流作用，以及预热空气提供较高的温度环境加速液体燃料汽化，促进液体燃料-预热空气混合，预混合气通过多孔陶瓷稳流器（17）形成均质层流混合气，然后在燃烧器出口（15）点燃，形成一个持续稳定的锥形火焰，进而对所测试液体燃料的燃烧特性进行研究，此燃烧器通过改变空气内接触式电加热器（20）的加热功率、控制精确油量泵（10）通过的油量以及流量控制器（7）通过的压缩空气量，来研究不同预热温度、不同空燃比的不同燃料的燃烧特性即层流火焰速度、中间产物、碳烟生成机理及活性自由基；通过液体燃料雾化段（4）燃料进给口的选择，使所测试的不同燃料即汽油、柴油、生物柴油、醇类燃料都能达到最优雾化效果，燃料进给口的选择是由所测试燃料的理化特性决定的，锥形火焰燃烧器利用预加热空气，液体燃料雾化段喉部节流作用击碎液体燃料，促进雾化，并通过多孔陶瓷稳流器形成一个均匀层流的空气-燃料混合气，通过保护气体保护火焰不受外界空气的影响，从而生成一个持续稳定的火焰，进行实验研究。