[发明专利]液态碱金属燃烧传播速度测量装置

说明书

本发明的目的在于提供液态碱金属燃烧传播速度测量装置，上部是加热燃烧装置，上腔室中放置一个带有双喷嘴的坩埚，正对坩埚开口的上方有一个用于挤压液态钠的燃烧杆，燃烧杆通过位于其上方的马达推动上下运动。容器上部的有机玻璃罩使坩埚内的液态钠处于保护气体中，燃烧容器中间部分是钠滴氧化燃烧实验的燃烧室和观察室，容器下部也设置电加热丝和热电偶，对通入燃烧室的混合气体进行加热，下部同时设有接钠装置用于容纳实验前掉落的钠滴，防止其四处流动影响实验。本发明可完成不同条件的燃烧实验，可以测量不同初始氧浓度，不同初始钠温度下液态碱金属的燃烧传播速度，为大型喷雾钠火实验研究奠定基础，为钠火事故的预防和应对提供技术支持。

技术领域

本发明涉及的是一种碱金属的实验装置，具体地说是碱金属燃烧的实验装置。

背景技术

液态碱金属火灾有多种形态，快堆中的钠火基本上有两种模式，一种由于管道的破裂以喷雾形式而释放到安全壳内，另一种在地面聚集形成池式钠火，即喷雾钠火和池式钠火。喷雾钠火是比池式钠火更严重的一种燃烧模式，因为钠喷雾燃烧有更高的速度，喷雾钠火燃烧是在一个高度分裂状态下进行的，即以钠滴的形式。钠滴燃烧是各种形式钠火研究的基础，因此对钠滴燃烧特性的研究具有十分重要的意义。

目前国际上对钠火事故进行了一些理论和实验研究，对于钠滴燃烧的研究大都以单一钠滴为基础，而忽略了发生泄漏后钠滴之间的相互作用。这种含能液滴间的作用不仅仅限于质量和能量的传递，还对钠滴的运动速度、燃烧速率、蒸发常数产生影响。因此，实验主要针对双钠滴相互靠近时产生相互作用的条件，即钠滴间距大小，以及考虑了相互作用影响后的的燃烧速率、热量变化进行研究，测量钠滴燃烧传播速度，从而奠定喷雾钠火研究的基础。双钠滴燃烧的研究是建立在单一钠滴的基础上，考虑了钠滴间相互作用，同时和单一钠滴燃烧一样，考虑了与反应空间内的氧气浓度，初始液态金属钠的温度的因素，这就要求实验装置能够模拟多种情况，并且还能灵活改变实验条件。

发明内容

本发明的目的在于提供可以进行不同直径大小以及不同间距的双液滴金属钠火灾实验研究的液态碱金属燃烧传播速度测量装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明液态碱金属燃烧传播速度测量装置，其特征是：包括有机玻璃罩、壳体、接钠罐，有机玻璃罩和壳体自上而下依次设置并构成封闭的实验空间，有机玻璃罩里设置电机，壳体里设置钳锅、混合气体外壳，钳锅里填充碱金属，钳锅外部设置上部加热丝，电机连接燃烧杆，燃烧杆伸入至钳锅里并挤压碱金属，混合气体外壳的出口位于钳锅的碱金属滴出口正下方，接钠罐的进口由混合气体外壳下方伸入至混合气体外壳出口的下方并与其形成混合气体通道，混合气体出气管伸入混合气体外壳里，壳体上开设稀有气体孔，稀有气体出气管连通稀有气体孔。

本发明还可以包括：

1、还包括排气水洗系统，所述的排气水洗系统包括过滤水箱、循环管道，过滤水箱包括上箱体、下箱体，上箱体和下箱体之间通过凸起管道相通，循环管道的一端连通上箱体，循环管道的另一端连通下箱体，循环管道上安装循环水泵，上箱体里设置折流板，上箱体上设置分列折流板两侧的水洗后气体出气口和喷雾头，喷雾头连通循环管道，水洗后气体出气口连通水洗后气体出气管道，水洗后气体出气管道上设置抽气泵，壳体上设置气溶胶排气口，气溶胶排气口通过气溶胶排气管连通上箱体。

2、还包括供气系统，所述的供气系统包括氮气源、氩气源，氮气源连通混合气体出气管，氩气源连通稀有气体出气管，混合气体出气管与稀有气体出气管通过气体混合管相通，气体混合管上设置气体混合阀，在气体混合管与氮气源之间的混合气体出气管上支出空气管，空气管上设置空气泵和空气阀，氮气源出口设置氮气阀，在气体混合管与空气管之间的混合气体出气管上设置气体混合装置，在气体混合管后方的混合气体出气管上设置混合气泵和氧浓度仪，氩气源出口设置氩气阀。