[发明专利]一种单液滴悬挂燃烧实验装置

说明书

本发明公开了一种单液滴悬挂燃烧实验装置，包括沿轴向前后排布的悬丝固定结构和液滴点火结构。悬丝固定结构包括：悬丝固定支架、滑动支架底座和两个悬丝调节滑动支架；其中：悬丝固定支架和滑动支架底座左右对应相对设置，悬丝调节滑动支架竖直设置于滑动支架底座上；悬丝固定支架，为一开口向上的U形架，U形架的两个长臂前后设置；两长臂与两个悬丝调节滑动支架成长方形排布，位于同一对角线上的长臂与悬丝调节滑动支架间均连接有一碳化硅悬丝，两根碳化硅悬丝在中心处相交，在拉紧状态时，相交处用于承载液滴。该单液滴悬挂燃烧实验装置保证了每次液滴点火状态相同，液滴位置相同，方便调节。

技术领域

本发明属于燃烧实验装置技术领域，具体涉及一种单液滴悬挂点火燃烧的实验装置。

背景技术

高能燃料技术是提高飞行器性能的关键。近年来碳氢燃料不断朝着高密度、高能量方向发展。在传统的碳氢燃料中添加高能纳米颗粒，使之形成稳定悬浮液，制备成纳米流体燃料，是液体燃料高能化的重要手段。为了更好的了解新型燃料液滴燃烧机理，为提高燃料燃烧效率和能量特性提供依据，开展单液滴点火燃烧实验，研究纳米流体燃料燃烧特性以及各组分影响作用规律十分必要。

针对单个液滴开展点火燃烧试验研究具有低成本、可行性高、方便观察等特点，是研究燃料燃烧特性广泛采用的基础研究方法。目前单液滴燃烧实验装置多采用悬丝法。在现有悬丝法液滴装置中，悬丝直径一般接近百微米，对微液滴燃烧过程影响较大。同时由于悬丝较细，精细化操作较为困难，实验时更换悬丝浪费较多时间和精力。此外悬丝定位不准会使液滴点火装置与液滴位置出现偏差，增大实验数据误差。因此，亟需对现有悬丝法液滴装置进行改善

发明内容

本发明的目的是提供一种单液滴悬挂燃烧实验装置，保证了每次液滴点火状态相同，液滴位置相同，方便调节，且使用小直径的碳化硅悬丝，对液滴燃烧过程影响小。

本发明采用以下技术方案：一种单液滴悬挂燃烧实验装置，包括沿轴向前后排布的悬丝固定结构和液滴点火结构，液滴点火结构包括：轴向上相连接的发热丝滑动支架和伸缩滑动装置。

悬丝固定结构包括：悬丝固定支架、滑动支架底座和两个悬丝调节滑动支架；其中：悬丝固定支架和滑动支架底座左右对应相对设置，悬丝调节滑动支架竖直设置于滑动支架底座上，且可沿滑动支架底座左右移动；悬丝固定支架，为一开口向上的U形架，U形架的两个长臂前后设置；两长臂与两个悬丝调节滑动支架成长方形排布，位于同一对角线上的长臂与悬丝调节滑动支架间均连接有一碳化硅悬丝，两根碳化硅悬丝在中心处相交，在拉紧状态时，相交处用于承载液滴。

发热丝滑动支架，为一开口朝向悬丝固定结构的U形板，在U形板的顶板上壁面上开设有凹槽，在凹槽内并列间隔设置有一个或多个陶瓷棒，在陶瓷棒上缠绕有串联的镍铬发热丝；伸缩滑动装置用于带动发热丝滑动支架前后滑动，以保证：在加热时，发热丝滑动支架向前移动，使液滴位于镍铬发热丝上方；在加热点燃液滴后，发热丝滑动支架向后移动，复位。

进一步地，该滑动支架底座为一开口向上的U形支撑板，在U形开口内的底部前后间隔设置有两个滑动支架限位槽，各滑动支架限位槽沿左右走向开设，用于固定悬丝调节滑动支架；在滑动支架底座的前后侧板上均贯通开设有两个通孔，且两个通孔前后间隔设置，且位于各滑动支架限位槽处；对应位置的前后两个通孔内贯穿安装有一悬丝调节螺钉，在悬丝调节螺钉的外端部设置有悬丝调节旋钮。

两个悬丝调节滑动支架前后间隔竖直设置于滑动支架限位槽内，在各悬丝调节滑动支架上左右贯通开设有一螺纹孔，螺纹孔与通孔在同一直线上，螺纹孔为悬丝调节螺钉的贯穿通道。在旋拧悬丝调节旋钮时，带动悬丝调节滑动支架左右移动，用于改变悬丝调节滑动支架和悬丝固定支架间的距离。

进一步地，在悬丝调节滑动支架和悬丝固定支架间竖直设置有四根悬丝定位立柱，悬丝定位立柱两两为一组，一组位于靠近两个悬丝调节滑动支架，另一组位于靠近悬丝固定支架；同一组中的悬丝定位立柱各靠近一调节滑动支架或悬丝固定支架；且同一组中的悬丝定位立柱在同一前后轴线上。