[发明专利]一种在极端条件下燃料氧化分解特性的测试装置

说明书

本发明公开了一种在极端条件下燃料氧化分解特性的测试装置，包括混合腔，混合腔的进口端分别连接有高压液相进样泵和气瓶，混合腔出口端连接电阻炉进口端，电阻炉的出口端连接除水器；除水器再分别连接有气相色谱仪和排放测试仪，气相色谱仪和排放测试仪都连接到电脑；设置有压力稳定器，压力稳定器通过控制电阻炉的进气流量和排气流量调控压力；电阻炉和混合腔外部包裹有加热套；电阻炉的炉管外壁为不锈钢管，炉管内为一根石英管，石英管的外径与不锈钢管的内径相同。本发明装置便于在常压乃至高压条件下对燃料反应过程的中间组分进行测量，可靠性高，实时性好，能够满足实验所需精度。

技术领域

本发明涉及燃料的燃烧特性测试领域，具体为一种在极端条件下燃料氧化分解特性的测试装置。

背景技术

随着能源危机以及人类的环保意识不断提高，尤其是对于内燃机污染排放（NOx、温室气体CO2等）的管控越来越严格，随着国Ⅵ的提出，各个部门加强了对于内燃机效率的提高和污染排放降低等方面的研究。其中，提高传统化石能源和新型可再生能源的燃烧效率和降低污染物的排放一直以来受到广泛关注。从小分子碳氢化合物CH4（天然气的主要成分）到大分子碳烃燃料（如汽油，柴油等）在燃烧领域得到了充分的研究。BP能源2019年鉴中指出，在未来的20年里，全球对于石油和天然气这两种传统化石能源的需求依旧逐年递增。生物质等新型可再生能源的占比也是逐步提升。燃烧仍将是未来一段时间内为社会提供能源的最重要的手段之一，对于交通运输行业来说也是如此，所以对能源的燃烧特性的研究至关重要。通过对燃料的反应动力学进行研究，可以进而开发出一系列反应动力学模型，这些模型可以通过数值模拟来预测不同燃料在不同工况下的燃烧特性，进而对发动机燃烧技术的改进以及开发新的低碳燃料等方面提供指导以降低实验成本。

为了开发对应燃料的动力学模型，至今为止人们已经发明出了许多不同种类的实验装置。例如定容燃烧弹、快速压缩机、激波管、射流搅拌反应器、流动反应器等等。这些装置各自有着自己的长处，也有着不足。对于已开发的反应动力学模型，为了拓展其适用范围，需要使用大量的实验数据对模型本身进行修正，这就要求数据点不仅要丰富，还要覆盖更大的工况范围。现存的实验设备如快速压缩机和激波管等能够实现测量变压力下的燃料着火延迟时间等数据，而当需要测量燃料在反应过程中的中间组分及其浓度时，可用的实验台架则较为稀少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在极端条件下燃料氧化分解特性的测试装置，便于在常压乃至高压条件下对燃料反应过程的中间组分进行测量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种在极端条件下燃料氧化分解特性的测试装置，包括高压液相进样泵、混合腔、电阻炉、除水器、气相色谱仪、排放测试仪、电脑、压力稳定器、质量流量计和气瓶；

所述混合腔的进口端分别连接有高压液相进样泵和气瓶，所述混合腔出口端连接电阻炉进口端，所述电阻炉的出口端连接除水器；所述除水器再分别连接有气相色谱仪和排放测试仪，所述气相色谱仪和排放测试仪都连接到电脑；

设置有压力稳定器，所述压力稳定器通过控制电阻炉的进气流量和排气流量调控压力；所述电阻炉和混合腔外部包裹有加热套；所述电阻炉的炉管外壁为不锈钢管，炉管内为一根石英管，石英管的外径与不锈钢管的内径相同。

进一步地，在所述气瓶与混合腔之间还连接有质量流量计。

进一步地，所述压力稳定器具有排气质量流量计、进气质量流量计、控制电路板和压力传感器；进气质量流量计、排气质量流量计均采用能耐高压的质量流量计；在工作时，流经进气质量流量计的气体流量根据实验需求人为设定，气流经进气质量流量计的出口进入炉管内，此时插入炉管内的压力传感器便可以实时监测炉管内压力并反馈给控制电路板，控制电路板根据实验所需压力设定值，结合压力传感器的反馈信号，对排气质量流量计的排气流量进行动态调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：