[发明专利]一种固液发动机燃烧机理的研究方法及系统

权利要求书

1.一种固液发动机燃烧机理的研究方法，其特征在于，包括如下内容：

基于安装在前燃烧室和后燃烧室的合束成像光纤，多角度采集燃烧室内的火焰化学发光成像，根据采集的火焰图像，提炼燃烧室内燃场的火焰模态分布及动态信息，以分析内燃场的流动和燃烧特性；

在不影响固液发动机结构强度的前提下，在前燃烧室和后燃烧室的壁面上打孔，用于安装所述合束成像光纤的光纤镜头；

火焰图像采集过程中，同时采集发光组分，通过发光组分的采集，所得所述火焰图像能够指示火焰的锋面位置。

2.根据权利要求1所述的一种固液发动机燃烧机理的研究方法，其特征在于，

所述研究方法还包括，使用图像切割方法和本征特征值分析方法分析所述火焰图像，以提炼燃烧室内燃场的火焰模态分布及动态信息。

3.一种基于权利要求1-2任一项所述的一种固液发动机燃烧机理的研究方法的系统，其特征在于，

固液发动机的燃烧室包括前燃烧室(1)、主燃烧室(2)和后燃烧室(3)，燃料药柱(11)位于所述主燃烧室(2)内，

在前燃烧室(1)和后燃烧室(3)的壁面上打孔以安装保护工装(10)，所述保护工装(10)内安装有光纤镜头(4)，所述光纤镜头(4)由合束光纤(5)连接到高速相机(7)，通过所述高速相机(7)采集固液发动机的燃烧室内燃场的火焰化学发光成像，以研究固液发动机的燃烧机理；

在所述前燃烧室(1)的壁面上打孔安装有一个所述光纤镜头(4)，所述前燃烧室(1)壁面上孔的中轴线与所述燃料药柱(11)的中轴线成30度角，该孔的中轴线与所述燃料药柱(11)的中轴线相交的位置为所述燃料药柱(11)的前端面，使得安装为该孔内的光纤镜头(4)能够捕捉到燃烧室边界层内火焰的动态特性；

在所述后燃烧室(3)的壁面上安装有两个所述光纤镜头(4)，两个所述光纤镜头(4)互相垂直，以反演后燃烧室内火焰的结构。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

在前燃烧室(1)和后燃烧室(3)的壁面上打孔，每个孔的直径为5mm，每个光纤镜头的直径为2mm；

所述保护工装(10)设有蓝宝石窗口(8)，置于所述前燃烧室(1)和所述后燃烧室(3)壁面上的孔内用于隔离所述光纤镜头(4)和所述主燃烧室(2)内的高温气体。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

每个所述光纤镜头(4)采用自聚焦镜头，视场角为50°；

三个所述光纤镜头(4)由一合三的合束光纤(5)汇集连接到所述高速相机(7)。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

在所述高速相机(7)上设置有滤光片(6)，所述合束光纤(5)通过所述滤光片(6)连接到所述高速相机(7)；

其中，所述滤光片(6)的发光组分为CH*、OH*,C₂中的一种。

7.根据权利要求3-6任一项所述的系统，其特征在于，

所述高速相机(7)由固液发动机的点火信号同步触发。