[发明专利]一种优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试系统，其特征在于：包括：

气流设置单元，变频风机与风洞连接，提供外部横向气流；气瓶提供内部纵向气流；

甲烷水合物调节支撑装置，包括盛放装置和升降装置，盛放装置包括筒体和筛板，筛板活动封装于筒体的底部，用于为甲烷水合物提供支撑；升降装置位于筛板的底部，且与筛板连接；

筛板上设置有进气口，气源与筛板上的进气口连通，筛板的上方设置有纵向气流均流网；

风洞，位于筒体的上方，风洞的底部与筒体相互连通，且平齐；风洞的端部设置风机，风洞的端部设置有横向气流均流网，横向气流均流网设置于风机的下游；

气流设置单元还包括风速探测仪，风速探测仪设置于风洞前段、横向气流均流网之后；

以及数据采集单元，包括高速摄像机、传感器组件和数据采集模块，传感器组件分布设置于筒体内部和筒体上部，高速摄像机设置于盛放装置的侧面，高速摄像机和传感器组件均与数据采集模块信号连接；

所述甲烷水合物的形态为粉末颗粒。

2.根据权利要求1所述的优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试系统，其特征在于：所述升降装置为精密手动升降台。

3.根据权利要求1所述的优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试系统，其特征在于：升降装置上放置有电子天平，电子天平上放置支架，支架的顶部与筛板连接。

4.根据权利要求1所述的优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试系统，其特征在于：筛板的底部放置有盛水盘，盛水盘的底部设置有称重传感器，盛水盘安装于升降装置上。

5.根据权利要求1所述的优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试系统，其特征在于：风洞的燃烧区采用透明材质制成。

6.根据权利要求1所述的优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试系统，其特征在于：风洞的末端设置排烟管道，排烟管道为弧形，末端朝上。

7.根据权利要求1所述的优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试系统，其特征在于：还包括烟气采样探管，烟气采样探管设置于火焰的末端位置，且与烟气分析仪连接。

8.根据权利要求1所述的优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试系统，其特征在于：还包括点火器，点火器位于盛放装置的下风侧，且靠近盛放装置的上表面设置。

9.一种优化甲烷水合物燃烧效率的实验测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

设计正交试验方案，将影响水合物燃烧的变量作为控制因子，设置各因子水平数值，形成因子水平表，形成正交试验方案表；

制备不同粒度水平的甲烷水合物颗粒；

将甲烷水合物颗粒填充于盛放装置内，通过调整升降装置来调整甲烷水合物的颗粒层厚度；

开启风洞端部的风机，为甲烷水合物颗粒燃烧提供横向强制气流；开启气源，为甲烷水合物燃烧提供纵向强制气流；

点燃甲烷水合物，进行燃烧试验，利用高速摄像机采集水合物颗粒表面形态与火焰影像，利用热电偶采集燃烧过程中火焰温度、水合物颗粒层内部温度分布及，利用烟气分析仪分析烟气成分、测算燃烧效率及过量空气系数。