[发明专利]一种用于自燃型燃料点火特性研究的实验装置及方法

权利要求书

1.一种用于自燃型燃料点火特性研究的实验装置，其特征在于：包括燃烧室(1)、进样系统、排气系统、温控系统以及数据采集与处理系统；

所述燃烧室(1)采用不锈钢材质，其端部设有视窗口(11)，侧壁开设有沿燃烧室(1)同一周向布置的燃料进气口(12)和氧化剂进气口(13)；

所述进样系统包括燃料供应单元和氧化剂供应单元；

所述燃料供应单元包括燃料罐(21)、单向阀(22)、燃料质量流量计(23)和燃料供应管(24)；燃料供应管(24)设置在燃料进气口(12)上，出口端伸向燃烧室(1)中心，且处于视窗口(11)可观测范围内，入口端通过依次设置的燃料质量流量计(23)、单向阀(22)与燃料罐(21)相连通；

所述氧化剂供应单元包括氧化剂罐(31)、第一机械阀(32)和氧化剂供应管(34)；氧化剂供应管(34)设置在氧化剂进气口(13)上，出口端朝向燃烧室(1)中心，并处于视窗口(11)可观测范围内，入口端通过依次设置的第一机械阀(32)与氧化剂罐(31)相连通；

所述排气系统位于燃烧室(1)外，并与燃烧室(1)内腔连通；

所述温控系统包括加热带(41)和温度调节器(42)，加热带(41)包裹在燃烧室(1)外侧壁上，温度调节器(42)与加热带(41)相连；

所述数据采集与处理系统包括高速摄像机(9)和计算机(10)；高速摄像机(9)用于通过视窗口(11)拍摄燃料供应管(24)出口端出射的燃料与氧化剂供应管(34)出口端出射的氧化剂从进入燃烧室(1)内到二者相遇，再到点火过程的图像数据；所述计算机(10)获取高速摄像机(9)的图像数据并处理，获得自燃型燃料的点火延迟时间。

2.根据权利要求1所述用于自燃型燃料点火特性研究的实验装置，其特征在于：所述燃烧室(1)为两端开口的空腔结构，其两端开口处均设置有视窗口(11)；

所述燃料进气口(12)和氧化剂进气口(13)位于燃烧室(1)侧壁的中部，且燃料进气口(12)和氧化剂进气口(13)沿燃烧室(1)同一圆周方向均布；

所述燃烧室(1)上还设有压力计(18)。

3.根据权利要求2所述用于自燃型燃料点火特性研究的实验装置，其特征在于：还包括压力采集系统；

所述压力采集系统包括压力传感器(71)、电荷放大器(72)和数据采集系统(73)；压力传感器(71)设置在燃烧室(1)侧壁上，并通过电荷放大器(72)与数据采集系统(73)相连；

所述计算机(10)获取数据采集系统(73)的数据，用于获得点火及燃烧过程中燃烧室(1)的压力变化，作为判别点火是否发生的条件。

4.根据权利要求1至3任一所述用于自燃型燃料点火特性研究的实验装置，其特征在于：还包括设置在燃烧室(1)外侧的纹影仪；

所述纹影仪包括光源(81)以及沿光源(81)出射方向依次设置的狭缝(82)、第一平面镜(83)、第一凹面镜(84)、第二凹面镜(85)、第二平面镜(86)和刀口(87)；

所述第一凹面镜(84)和第二凹面镜(85)分别设置在两个视窗口(11)的外侧，且第一凹面镜(84)和和第二凹面镜(85)均为背向燃烧室(1)方凸的反射镜；

所述高速摄像机(9)位于刀口(87)的出口光路上。

5.根据权利要求4所述用于自燃型燃料点火特性研究的实验装置，其特征在于：还包括光纤(61)和单色仪(62)；

所述燃烧室(1)侧壁还设有窗口(15)，光纤(61)的一端抵靠在窗口(15)上，另一端与燃烧室(1)外的单色仪(62)相连，所述计算机(10)与单色仪(62)相连；

光纤(61)通过窗口(15)采集燃烧室(1)内点火和燃烧过程中自由基发射光谱，并传输给单色仪(62)，单色仪(62)将光信号转换为电压信号，并传输给计算机(10)，计算机(10)根据该电压信号判别点火是否发生。