[发明专利]一种高温高压多气氛单液滴燃烧试验装置

说明书

本发明公开了一种高温高压多气氛单液滴燃烧试验装置，包括：高压腔体，内腔设置有液滴生成装置、液滴固定装置以及高温点火装置，液滴生成装置位于高压腔体的上部，液滴固定装置位于液滴生成装置的下方、且用于承载液滴，高温点火装置位于液滴固定装置的液滴承载处、且用于点燃液滴；液滴固定装置包括四根竖直设置的定位立柱，四根定位立柱围成一长方形，在各定位立柱的上端均设置有一水平向的悬丝固定板，各悬丝固定板所在的高度相同；位于长方形同一对角线上的两个悬丝固定板间均连接有一拉紧的碳化硅悬丝，两根碳化硅悬丝在中心处相交，相交处用于承载液滴。该试验装置操作简便，短时间内就可以进行液滴点火燃烧试验。

技术领域

本发明属于燃烧实验装置技术领域，具体涉及一种高温高压多气氛单液滴燃烧试验装置。

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。目前单液滴燃烧试验装置结构相对复杂，试验环境较为单一，试验操作较为繁琐。因此，亟需对现有单液滴燃烧试验装置进行改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温高压多气氛单液滴燃烧试验装置，该试验装置操作简便，短时间内就可以进行液滴点火燃烧试验。

本发明采用以下技术方案：一种高温高压多气氛单液滴燃烧试验装置，包括：高压腔体，内腔设置有液滴生成装置、液滴固定装置以及高温点火装置，液滴生成装置位于高压腔体的上部，液滴固定装置位于液滴生成装置的下方、且用于承载液滴，高温点火装置位于液滴固定装置的液滴承载处、且用于点燃液滴；

液滴固定装置包括四根竖直设置的定位立柱，四根定位立柱围成一长方形，在各定位立柱的上端均设置有一水平向的悬丝固定板，各悬丝固定板所在的高度相同；位于长方形同一对角线上的两个悬丝固定板间均连接有一拉紧的碳化硅悬丝，两根碳化硅悬丝在中心处相交，相交处用于承载液滴；

液滴生成装置包括旋转支板，旋转支板的近端铰接安装在高压腔体的顶部，在旋转支板上安装有液滴生成器，且液滴生成器的液滴出口端沿旋转支板的走向向远端延伸；旋转支板的上壁面与电动推杆一相连接，电动推杆一的端部与高压腔体的顶部相连接；

电动推杆一用于：推动旋转支板的远端向下运动，直至液滴生成器的液滴出口处位于碳化硅悬丝的相交处的上方；还用于拉动旋转支板的远端向上运动，直至复位。

进一步地，各碳化硅悬丝的两端均位于对应端的悬丝固定板的上部，并由放置在其上的磁铁块压制固定。

进一步地，该高温点火装置包括U型加热板，U型加热板的开口侧朝向液滴固定装置，在U型加热板上的外侧，且贴于侧壁缠绕有加热丝，加热丝的端部与可调电源相连接；

U型加热板用于加热液滴，在加热液滴时，U型加热板位于碳化硅悬丝的相交处，且液滴位于U型加热板的“U”形空间内。

进一步地，在U型加热板的背离开口侧连接有电磁伸缩杆，电磁伸缩杆由相连接的水平伸缩杆和固定台组成，其中，水平伸缩杆的端部与U型加热板的背离开口侧相连接，固定台设置于支架上，支架为开口向上的U形架，设置于高压腔体内的底部；

水平伸缩杆可向朝向或者远离碳化硅悬丝的相交处运动，以带动U型加热板运动。

进一步地，该液滴生成器包括移液器和毛细玻璃管，其中，移液器的枪头端与毛细玻璃管相连接，移液器的末端与电动推杆二相连接，电动推杆二用于带动移液器推动燃料由毛细玻璃管出口端滴出。