[发明专利]一种金属燃料燃烧效率测试方法

摘要

本发明涉及一种金属燃料燃烧效率测试方法，其特征是：至少包括一燃烧室和控制单元，燃烧室安装有温控单元、配气单元和视频采集单元，控制单元通过温控单元实现对燃烧室的温度控制，控制单元通过配气单元实现对燃烧室的压力控制，温控单元、配气单元共同完成调节燃烧室内的温度与压强，为金属燃料提供需要的温度和压力燃烧环境；通过对燃烧过程中燃烧室的温度与燃烧时间变化关系处理，获取金属燃料产生的热量；通过金属燃料产生的热量与金属燃料的重量比值获得金属燃料的燃烧效率。可用于测试包括金属燃料在内的富燃料固体推进剂在密闭燃烧室中的燃烧效率，研究温度、压强、水燃比等反应条件对燃烧效率的影响作用。

主权项

1.一种金属燃料燃烧效率测试方法，其特征是：至少包括一燃烧室(1)和控制单元(6)，燃烧室(1)安装有温控单元(2)、配气单元(3)和视频采集单元(5)，控制单元(6)通过温控单元(2)实现对燃烧室(1)的温度控制，控制单元(6)通过配气单元(3)实现对燃烧室(1)的压力控制，温控单元(2)、配气单元(3)共同完成调节燃烧室内的温度与压强，为金属燃料提供需要的温度和压力燃烧环境；通过对燃烧过程中燃烧室(1)的温度与燃烧时间变化关系处理，获取金属燃料产生的热量；通过金属燃料产生的热量与金属燃料的重量比值获得金属燃料的燃烧效率；燃烧热量获取依据如下公式完成：Qr＝Qz-E+Qs (1)其中：Qr表示一次燃烧过程，金属燃料产生的热量；Qz表示一次燃烧燃烧室的总热量；E表示点火产生的热量；Qs表示系统散热；所述的点火产生的热量E表示为：E＝UIT (2)其中：U表示点火电压，I表示点火电流，T表示点火时间；系统散热Qs的测量是在不进行点火的情况下，对燃烧室加压测试，通过标定获取不同的燃烧室初温；对于燃烧室燃烧过程中，燃烧室的总热量Qz表示为：Qz＝∑ΔQ (3)ΔQ＝c·n·ΔT (4)其中：ΔQ表示单位摩尔的物质升高单位温度吸收的热量；c表示物质的摩尔定容热容，其中单位为：J·mol-1·K-1；ΔT表示升高的温度值，其中，单位为：K；ΔT＝Tt-T0，其中T0为燃烧初始时刻的温度，Tt为t时刻的温度；则燃烧结束燃烧室的总热量为： Q z = ∫ 0 t s ( c · n · Δ T ) d t = c n ∫ 0 t s T ( t ) d t - cnT 0 t s - - - ( 5 ) ]]>药条燃烧释放的热量为： Q r = c n ∫ 0 t s T ( t ) d t - cnT 0 t s + Q s - E - - - ( 6 ) ]]>T(t)为燃烧室温度随时间变化关系，定义金属药条长度燃烧时间为ts；通过药条燃烧释放的热量Qγ/W与金属燃料的质量W比值,获得金属燃料的燃烧效率；金属燃料的重量W＝l×s×p，其中，l是金属燃料长度，s是金属燃料截面积，p是金属燃料比重。