[发明专利]一种高速气流条件下微米级固体颗粒着火燃烧试验装置

权利要求书

1.一种高速气流条件下微米级固体颗粒着火燃烧试验装置，包括：燃气发生器部分、补燃室部分、取样部分、观测部分；所述燃气发生器部分包括：燃烧室、固体颗粒供应装置(5)、头部冷却水套(6)、燃料与氧化剂供应管路(13)、火花塞(14)、燃气发生器喉衬(16)；所述固体颗粒供应装置(5)以密封管路连接方式设置在燃烧室腔壳体上，其出口与燃烧室腔内部连通；所述补燃室部分包括补燃室腔、补燃室喉衬(12)、石英观察窗(19)；所述补燃室与燃气发生器喉衬(16)密封连接，所述补燃室顶部壁面沿补燃室轴线方向设置数个取样口，补燃室两侧壁面开有透明石英观察窗(19)，观察窗内壁上下两侧开有数个冷却孔；所述燃气发生器部分和补燃室部分壁面均设置温度传感器和压力传感器接口；所述取样部分包括取样杆，取样杆插入所述补燃室的取样口中；所述观测部分包括温度传感器、压力传感器、高速相机(26)、光谱仪(22)、光电倍增管(23)、红外热像仪(24)；温度传感器、压力传感器分别与燃气发生器和补燃室壁面上的温度传感器和压力传感器接口相连；高速相机、光谱仪、光电倍增管、红外热像仪置于补燃室的观察窗外，与数据采集系统相连。

2.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述固体颗粒供应装置由驱动电机(28)、推杆(29)、活塞(30)、颗粒容器(36)、流化气入口(32)、环形进气槽(33)、锥形空腔(35)、颗粒出口(34)构成；推杆(29)、活塞(30)、颗粒容器(36)、锥形空腔(35)和颗粒出口(34)为同轴结构；推杆(29)与活塞(30)相连，位于活塞朝向驱动电机的一侧；活塞(30)位于颗粒容器(36)内，活塞直径与颗粒容器内径相等，活塞朝向出口端的一侧与置于颗粒容器内的固体颗粒(31)接触；锥形空腔(35)位于颗粒容器(36)和颗粒出口(34)之间，使颗粒容器和颗粒出口之间形成一个锥形空间；数个流化气入口(32)设置在固体颗粒供应装置侧壁上，位于颗粒容器出口端附近，沿该装置周向均匀分布；环形进气槽(33)是设置在固体颗粒供应装置内侧壁上的周向凹形槽，也位于颗粒容器出口端附近，用于连通流化气入口与锥形空腔。

3.如权利要求2所述的实验装置，其特征在于，环形进气槽(33)的槽口朝颗粒出口方向倾斜。

4.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述取样部分包括进气孔(37)、推进装置、取样杆出口(40)三个部分，三者为同轴空心圆柱体，依次相连；进气孔(37)和取样杆出口(40)的内径小于推进装置的内径，推进装置内包括气动活塞(38)、弹簧(39)和取样杆(41)，气动活塞直径与推进装置内径相等，活塞一侧为进气孔，另一侧朝向补燃室，取样杆(41)焊接在气动活塞(38)朝向补燃室的端面，弹簧(39)套在取样杆(41)上，活塞、弹簧及取样杆的上半部分位于推进装置的空腔内，取样杆的下半部分插入取样杆出口的空腔部；取样杆上刻有取样槽(42)。

5.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于，取样时，所述取样杆(41)在补燃室流场中的长度大于补燃室的半径。