[实用新型]一种激波热加载液滴高温自点火诊断装置

说明书

本实用新型公开了一种激波热加载液滴高温自点火诊断装置，包括激波管管体、进排气系统、压力采集系统、喷油系统；所述激波管管体包括驱动段、夹膜段和被驱动段，所述夹膜段设置在驱动段和被驱动段之间，所述驱动段、夹膜段和被驱动段依次连接，所述被驱动段的末端设置有实验段，所述实验段的前端设置有压力采集系统，所述压力采集系统将采集信号传送至喷油系统，所述喷油系统与实验段连接。实现在激波管装置中对静止环境下单液滴液相燃料自点火特性的研究，避免单液滴液相燃料与一次激波和二次激波之间强烈的物理作用，准确表征单液滴液相燃料蒸发特性与化学反应动力学特性对其自点火特性的影响。

技术领域

本实用新型涉及气液两相激波管实验领域，具体涉及了一种激波热加载液滴高温自点火诊断装置。

背景技术

真实内燃机、航空发动机燃烧室内燃烧过程涉及复杂的物理化学过程，包括但不限于雾化行为、蒸发行为以及自点火行为，其中燃料两相自点火行为对发动机工作效率有重要影响，因此作为指导内燃机、航空发动机燃烧室设计优化的重要依据，开发可用于定量测量燃料气液两相自点火延迟时间对于新一代发动机燃烧室的开发十分关键。但真实喷雾燃烧过程受到喷油器结构、燃烧室形状、燃料雾化特性等多方面因素影响，难以发展耦合物理喷雾和化学反应的两相燃烧反应模型，限制了燃烧室的自主开发和研制。在稳态环境中，单液滴自点火行为是气液两相自点火的核心过程也是研究重点，是用以准确表征燃料蒸发特性与反应动力学特性对其自点火行为贡献的关键。

常规单液滴燃料燃烧诊断设备，如热炉、快速压缩机等，难以匹配真实喷雾中燃料液滴的特征尺寸，难以模拟真实燃烧室的瞬间高温高压环境，实验温度难以达到真实燃烧室，尤其是加力燃烧室的真实温度。激波管作为国际上对燃料自点火特性进行研究的主流装置，可以通过二次激波在实验区域产生瞬间的高温高压近似绝热的实验环境，诱发燃料的自点火行为，可以良好的模拟燃烧室内真实环境。

激波管装置主要广泛应用于气相燃料的自点火实验中，但在气液两相燃料的研究中，由于其有效实验时间短仅仅为毫秒级，单液滴液相燃料的瞬间引入存在困难，一般激波管单液滴液相燃料引入的方法有：使用悬浮液滴技术，将燃料液滴提前悬挂在纤维细丝上使燃料固定在预定的实验部位，或采用自由下落的方式，在实验开始后向实验部位连续滴落单分散液滴。但这两种液相燃料引入方法都不能避免燃料与一次激波和二次激波之间的强烈的物理作用，这对单液滴液相燃料自点火特性的准确表征造成困难。如何在二次激波后引入单液滴液相燃料，避免单液滴液相燃料与激波之间的物理作用，是使用激波管装置研究气液两相燃料自点火特性需要克服的难点。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种激波热加载液滴高温自点火诊断装置，实现在激波管装置中对静止环境下单液滴液相燃料自点火特性的研究，避免单液滴液相燃料与一次激波和二次激波之间强烈的物理作用，准确表征单液滴液相燃料蒸发特性与化学反应动力学特性对其自点火特性的影响。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种激波热加载液滴高温自点火诊断装置，包括激波管管体、进排气系统、压力采集系统、喷油系统；所述激波管管体包括驱动段、夹膜段和被驱动段，所述夹膜段设置在驱动段和被驱动段之间，所述驱动段、夹膜段和被驱动段依次连接，所述被驱动段的末端设置有实验段，所述实验段的前端设置有压力采集系统，所述压力采集系统将采集信号传送至喷油系统，所述喷油系统与实验段连接。

进一步的，所述被驱动段还包括过渡段；所述过渡段设置在被驱动段与实验段之间。

进一步的，所述进排气系统包括输气管路、高压气瓶、混气罐和真空泵，所述高压气瓶内装有不同种类的气体，所述高压气瓶设置有多个；所述高压气瓶与输气管路连接，输气管路连接在激波管管体上；输气管路设置至少有两根，其中一根输气管路为驱动段输入驱动气，另一输气管路与高压气瓶之间连接有混气罐，所述混气罐用于将高压气瓶中的气体制备成试验气体与被驱动段连接；多个输气管路之间相互连接，输气管路上设置有多个阀门；所述输气管路还接通室外大气环境。