一種沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置。該沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，包括：燃燒系統(tǒng)，用于將液相燃料霧化后與氣相燃料混合并點(diǎn)燃；裂解系統(tǒng)，與燃燒系統(tǒng)連通，用于為燃燒系統(tǒng)提供可控的液相燃料和氣相燃料；火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與燃燒系統(tǒng)連接，用于檢測(cè)氣相和液相燃料混合燃燒的燃燒性能。該沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置主要用于吸熱型碳?xì)淙剂先紵匦缘臋z測(cè)，可模擬高超飛行器動(dòng)力裝置的超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，對(duì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的燃燒性能進(jìn)行檢測(cè)及合理觀測(cè)，既能檢測(cè)裂解氣燃燒性能，同時(shí)也能檢測(cè)液體燃料的燃燒性能，設(shè)備操作簡(jiǎn)潔方便，安全性高，火焰觀察便捷，測(cè)溫點(diǎn)位較為靈活。
【專利說(shuō)明】
一種沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行馬赫數(shù)大于5的高超音速飛行器是當(dāng)代航空航天科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前沿。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)作為高超音速飛行器動(dòng)力裝置，由于苛刻的環(huán)境溫度需要更大的冷卻熱沉。目前常規(guī)使用的熱防護(hù)措施，如傳統(tǒng)的氣膜冷卻、改進(jìn)材質(zhì)和提供鈍化的冷卻技術(shù)等，對(duì)飛行器高溫部件的熱管理已無(wú)法滿足要求。采用機(jī)械致冷系統(tǒng)或非可燃冷卻劑等吸熱源可以起到有效冷卻作用，但會(huì)降低飛行器的載荷性能。從飛行器一體化設(shè)計(jì)角度出發(fā)，可燃冷卻劑(即吸熱型燃料)是最經(jīng)濟(jì)和最有效的吸熱源。
[0003]在沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒過(guò)程中，對(duì)燃燒性能測(cè)試的研究十分重要，通過(guò)對(duì)燃料燃燒特性的監(jiān)測(cè)了解燃料燃燒過(guò)程特性以及存在問(wèn)題，為高性能燃料的開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為我國(guó)的國(guó)防和高、深、空技術(shù)提供必要的技術(shù)保障。但是目前尚沒(méi)有合適的裝置能對(duì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的燃燒性能進(jìn)行檢測(cè)及合理觀測(cè)，并可以在一定程度上模擬高超飛行器動(dòng)力裝置的超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。
[0004]鑒于上述【背景技術(shù)】的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試
目.ο
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，可以在一定程度上模擬高超飛行器動(dòng)力裝置的超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，對(duì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的燃燒性能進(jìn)行檢測(cè)及合理觀測(cè)，既能檢測(cè)裂解氣燃燒性能，同時(shí)也能檢測(cè)液體燃料的燃燒性能。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，包括:
[0009]燃燒系統(tǒng)，用于將液相燃料霧化后與氣相燃料混合并點(diǎn)燃；
[0010]裂解系統(tǒng)，與所述燃燒系統(tǒng)連通，用于為所述燃燒系統(tǒng)提供可控的液相燃料和氣相燃料；
[0011 ]火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與所述燃燒系統(tǒng)連接，用于檢測(cè)所述氣相和液相燃料混合燃燒的燃燒性能。
[0012]進(jìn)一步的，所述燃燒系統(tǒng)包括:
[0013]燃燒室，用于將液相燃料霧化后與氣相燃料混合形成液氣混合燃料，并為所述液氣混合燃料提供燃燒和檢測(cè)空間；其中，所述氣相燃料包括經(jīng)由所述裂解系統(tǒng)裂解后的裂解氣；
[0014]點(diǎn)火器，分別與所述燃燒室和火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，用于監(jiān)測(cè)并控制所述燃燒室內(nèi)的液氣混合燃料的燃燒，所述點(diǎn)火器的一端連接有變壓器，另一端連接有電極，且所述點(diǎn)火器通過(guò)延時(shí)控制與火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。
[0015]進(jìn)一步的，所述燃燒室包括:
[0016]腔體，通過(guò)空氣分布器分隔為第一腔室和第二腔室，所述第一腔室設(shè)有第一空氣進(jìn)口，以將空氣引入所述第一腔室內(nèi)，并經(jīng)過(guò)所述空氣分布器均勻的通入所述第二腔室內(nèi)，所述第二腔室用于為所述液氣混合燃料的燃燒提供燃燒和觀測(cè)空間；
[0017]液相燃料通道，一端設(shè)有液相燃料進(jìn)口，另一端設(shè)有液相燃料出口，所述液相燃料出口設(shè)置于第二腔室內(nèi)，且設(shè)有液體霧化器，所述液相燃料進(jìn)口與第二腔室之間還連通有第二空氣進(jìn)口；
[0018]裂解氣通道，一端設(shè)有裂解氣進(jìn)口，另一端設(shè)有裂解氣出口，所述裂解氣出口設(shè)置于第二腔室內(nèi)，且與所述液相燃料出口對(duì)應(yīng)設(shè)置，以使所述裂解氣與液相燃料混合均勻；
[0019]熱偶測(cè)試口，所述熱偶測(cè)試口均勻的分布于所述液相燃料通道和裂解氣通道的兩側(cè)。
[0020]進(jìn)一步的，所述火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括與所述燃燒室對(duì)應(yīng)設(shè)置的紅外成像儀和高速攝像機(jī)，所述紅外成像儀和高速攝像機(jī)用于監(jiān)測(cè)所述燃燒室內(nèi)的液氣混合燃料的燃燒狀
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[0021 ]進(jìn)一步的，所述裂解系統(tǒng)包括:
[0022]預(yù)熱器，用于使所述氣相燃料預(yù)熱汽化，包括相互盤旋設(shè)置的氣相盤管和液相盤管，所述氣相盤管和液相盤管均連通有混合器；
[0023]裂解反應(yīng)器，用于使混合預(yù)熱汽化后的氣相燃料發(fā)生裂解反應(yīng)，所述裂解反應(yīng)器的一端與混合器連通，另一端通過(guò)裂解進(jìn)料管路與燃燒系統(tǒng)連通；
[0024]氣相燃料進(jìn)料管路，與所述氣相盤管連通；
[0025]液相燃料進(jìn)料管路，與所述燃燒系統(tǒng)連通，或者是與所述液相盤管連通；
[0026]基礎(chǔ)燃料管路，與所述液相盤管連通；
[0027]空氣進(jìn)料管路，與所述燃燒系統(tǒng)連通。
[0028]進(jìn)一步的，所述氣相燃料進(jìn)料管路包括氮?dú)膺M(jìn)料管和標(biāo)準(zhǔn)燃料氣進(jìn)料管，所述氮?dú)膺M(jìn)料管和標(biāo)準(zhǔn)燃料氣進(jìn)料管并聯(lián)設(shè)置，且與第一氣體過(guò)濾器、第一減壓閥、第一流量計(jì)、第一單向閥順次串聯(lián)，所述第一單向閥與氣相盤管連通;所述第一流量計(jì)并聯(lián)有二級(jí)減壓閥，所述二級(jí)減壓閥連通有原料罐，以將減壓后的部分所述氣相燃料提供給所述原料罐作為密封氣體。
[0029]進(jìn)一步的，所述液相燃料進(jìn)料管路包括順次串聯(lián)設(shè)置的第一冷卻器、第一液體過(guò)濾器、第一精密計(jì)量栗和第二單向閥，所述第二單向閥與燃燒系統(tǒng)連通，或者是所述第二單向閥與液相盤管連通。
[0030]進(jìn)一步的，所述基礎(chǔ)燃料管路包括順次串聯(lián)設(shè)置的第二冷卻器、第二液體過(guò)濾器、第二精密計(jì)量栗和第三單向閥，所述第三單向閥與液相盤管連通。
[0031]進(jìn)一步的，所述空氣進(jìn)料管路包括順次連通的第二氣體過(guò)濾器、第二減壓閥、第二流量計(jì)和第一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥，所述第一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥與燃燒系統(tǒng)連通。
[0032]進(jìn)一步的，所述裂解進(jìn)料管路包括順次串聯(lián)的背壓閥、第二氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥和第四單向閥，所述第四單向閥與燃燒系統(tǒng)連通;所述背壓閥和第二氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥之間通過(guò)三通球閥分別并聯(lián)有二級(jí)背壓閥和緩沖罐，所述二級(jí)背壓閥連通有氣體排空口。
[0033](三)有益效果
[0034]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有以下有益效果:本實(shí)用新型的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，包括:燃燒系統(tǒng)，用于將液相燃料霧化后與氣相燃料混合并點(diǎn)燃;裂解系統(tǒng)，與燃燒系統(tǒng)連通，用于為燃燒系統(tǒng)提供可控的液相燃料和氣相燃料;火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與燃燒系統(tǒng)連接，用于檢測(cè)氣相和液相燃料混合燃燒的燃燒性能。該沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置主要用于吸熱型碳?xì)淙剂先紵匦缘臋z測(cè)，通過(guò)燃燒系統(tǒng)和裂解系統(tǒng)模擬高超飛行器動(dòng)力裝置的超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，通過(guò)火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的燃燒性能進(jìn)行檢測(cè)及合理觀測(cè)，既能檢測(cè)裂解氣燃燒性能，同時(shí)也能檢測(cè)液體燃料的燃燒性能，可以采集記錄燃燒火焰的形貌，觀測(cè)燃燒過(guò)程中火焰溫度分布，也可以對(duì)火焰圖像進(jìn)行圖像分析，設(shè)備操作簡(jiǎn)潔方便，安全性高，火焰觀察便捷，測(cè)溫點(diǎn)位較為靈活。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的液體霧化器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的裂解氣噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的空氣分布器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]其中，100、燃燒系統(tǒng)；101、燃燒室；110、空氣分布器；111、安裝孔；112、透氣孔；120、第一空氣進(jìn)口； 130、液相燃料通道；140、裂解氣通道；141、裂解氣噴嘴；150、熱偶測(cè)試P ; 160、液體霧化器；161、外殼;162、內(nèi)管;163、霧化噴嘴;164、第三空氣進(jìn)口 ; 170、第二空氣進(jìn)口； 180、視窗；190、點(diǎn)火器；191、變壓器；192、電極;
[0041 ] 200、裂解系統(tǒng)；210、預(yù)熱器;211、氣相盤管;212、液相盤管;213、混合器;220、裂解反應(yīng)器;230、氣相燃料進(jìn)料管路;231、氮?dú)膺M(jìn)料管；232、標(biāo)準(zhǔn)燃料氣進(jìn)料管；233、第一氣體過(guò)濾器；234、第一減壓閥；235、第一流量計(jì)；236、第一單向閥；237、二級(jí)減壓閥；238、原料罐;240、液相燃料進(jìn)料管路;241、第一冷卻器;242、第一液體過(guò)濾器;243、第一精密計(jì)量栗；244、第二單向閥；250、基礎(chǔ)燃料管路;251、第二冷卻器;252、第二液體過(guò)濾器;253、第二精密計(jì)量栗；254、第三單向閥；260、空氣進(jìn)料管路；261、第二氣體過(guò)濾器；262、第二減壓閥；263、第二流量計(jì);264、第一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥；270、裂解進(jìn)料管路;271、背壓閥；272、第二氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥；273、第四單向閥；274、二級(jí)背壓閥；275、緩沖罐；
[0042]300、火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);310、紅外成像儀;320、高速攝像機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不能用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0044]在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0045]圖1?圖5中的箭頭表示對(duì)應(yīng)物料的流向。
[0046]如圖1所示，本實(shí)施例提供的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，主要用于吸熱型碳?xì)淙剂先紵匦缘臋z測(cè)，該裝置包括:燃燒系統(tǒng)100，用于將液相燃料霧化后與氣相燃料混合并點(diǎn)燃;裂解系統(tǒng)200，與燃燒系統(tǒng)100連通，用于為燃燒系統(tǒng)100提供可控的液相燃料和氣相燃料;火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300，與燃燒系統(tǒng)100連接，用于檢測(cè)氣相和液相燃料混合燃燒的燃燒性能;通過(guò)燃燒系統(tǒng)100模擬高超飛行器動(dòng)力裝置的超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，通過(guò)裂解系統(tǒng)200為燃燒系統(tǒng)100提供模擬沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒所需的氣相燃料和液相燃料，通過(guò)火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300對(duì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的氣相燃料和液相燃料的各項(xiàng)燃燒性能進(jìn)行檢測(cè)及合理觀測(cè)，既能檢測(cè)裂解氣燃燒性能，同時(shí)也能檢測(cè)液體燃料的燃燒性能，既可以采集記錄燃燒火焰的形貌，觀測(cè)燃燒過(guò)程中火焰溫度分布，也可以對(duì)火焰圖像進(jìn)行圖像分析，設(shè)備操作簡(jiǎn)潔方便，安全性高，火焰觀察便捷，測(cè)溫點(diǎn)位較為靈活。
[0047]本實(shí)施例的燃燒系統(tǒng)100包括燃燒室101和點(diǎn)火器190。
[0048]燃燒室101用于將液相燃料霧化后與氣相燃料混合形成液氣混合燃料，并為液氣混合燃料提供燃燒和檢測(cè)空間；其中，氣相燃料包括經(jīng)由裂解系統(tǒng)200裂解后的裂解氣。
[0049]如圖2所示，為保證燃燒室101內(nèi)的液相燃料的霧化效果，并使霧化后的液相燃料與氣相燃料充分混合，以保證燃燒效果，便于觀測(cè)，本實(shí)施例的燃燒室101包括腔體、液相燃料通道130、裂解氣通道140和熱偶測(cè)試口 150。
[0050]本實(shí)施例的腔體通過(guò)空氣分布器110分隔為第一腔室和第二腔室，第一腔室設(shè)有第一空氣進(jìn)口 120，以將空氣引入第一腔室內(nèi)，并經(jīng)過(guò)空氣分布器110均勻的通入第二腔室內(nèi)，以空氣為燃燒氧化劑，空氣分布器110保證了第二腔室內(nèi)的燃燒氧化劑的含量均勻，從而保證通入到第二腔室內(nèi)的液氣混合燃料的燃燒更加充分。
[0051]第二腔室用于為液氣混合燃料的燃燒提供燃燒和觀測(cè)空間。在第二腔室的側(cè)壁上軸對(duì)稱的設(shè)有至少兩個(gè)視窗180，視窗180設(shè)置于可直接觀測(cè)到第二腔室內(nèi)的液氣混合燃料的燃燒火焰所在對(duì)應(yīng)位置，以便直接觀測(cè)并采集火焰數(shù)據(jù)。第二腔室內(nèi)還布設(shè)有若干個(gè)火焰檢測(cè)器，用于檢測(cè)火焰燃燒狀態(tài)。
[0052]本實(shí)施例的液相燃料通道130的一端設(shè)有液相燃料進(jìn)口，優(yōu)選液相燃料進(jìn)口設(shè)置于第一腔室的端部，液相燃料通道130的另一端設(shè)有液相燃料出口，液相燃料出口設(shè)置于第二腔室內(nèi)，在液相燃料出口處設(shè)有液體霧化器160，用于將通入液相燃料通道130的液相燃料霧化后均勻噴入第二腔室內(nèi)，以使霧化后的液相燃料能與噴入第二腔室內(nèi)的氣相燃料充分均勻的混合，從而保證液氣混合燃料的燃燒效率和效果，通過(guò)調(diào)整液相燃料的通入量、頻率和溫度，可以監(jiān)測(cè)液相燃料的燃燒性能。為了保證液相燃料的霧化效果，在液相燃料進(jìn)口與第二腔室之間還連通有第二空氣進(jìn)口 170，以將空氣引入液體霧化器160內(nèi)。
[0053]為了保證液相燃料具有良好的可控的燃燒效率和效果，如圖3所示，本實(shí)施例的液體霧化器160包括外殼161和內(nèi)管162，外殼161的一端設(shè)有霧化噴嘴163，另一端套裝于內(nèi)管162外，內(nèi)管162內(nèi)的一端用于通入液相燃料，另一端與霧化噴嘴163連通;夕卜殼161和內(nèi)管162之間還設(shè)有用于通入空氣的第三空氣進(jìn)口 164，第三空氣進(jìn)口 164與第二空氣進(jìn)口 170連通，通入內(nèi)管162的液相燃料與通入外殼161和內(nèi)管162之間的空氣在霧化噴嘴163處混合后，由霧化噴嘴163霧化并噴入到第二腔室內(nèi)。
[0054]本實(shí)施例的裂解氣通道140的一端設(shè)有裂解氣進(jìn)口，另一端設(shè)有裂解氣出口，裂解氣出口設(shè)置于第二腔室內(nèi)，且與液相燃料出口對(duì)應(yīng)設(shè)置，即裂解氣出口與液相燃料出口位置優(yōu)選處于同一平面上，該平面優(yōu)選與腔體軸線垂直，以使裂解氣與液相燃料混合均勻，確?；旌虾蟮囊簹饣旌先剂系娜紵映浞挚煽?，便于觀測(cè)燃燒火焰并檢測(cè)燃燒性能。
[0055]為了保證氣相燃料具有良好的可控的燃燒效率和效果，如圖4所示，本實(shí)施例的裂解氣出口處設(shè)有裂解氣噴嘴141，裂解氣噴嘴141的一端用于通入裂解氣，另一端設(shè)有將裂解氣噴出的氣體出口。
[0056]為了保證混合后的液氣混合燃料的燃燒充分可靠，可控性強(qiáng)，優(yōu)選將液體霧化器160的霧化噴嘴163與裂解氣噴嘴141的氣體出口設(shè)置于同一平面上，且該平面優(yōu)選與腔體軸線垂直，以使裂解氣與液相燃料混合均勻。
[0057]為了保證通入第二腔室內(nèi)的空氣分布均勻，確保液氣混合燃料的燃燒充分，如圖5所示，本實(shí)施例的空氣分布器110上設(shè)有兩個(gè)中心對(duì)稱設(shè)置的安裝孔111，兩個(gè)安裝孔111分別用于安裝液相燃料通道130和裂解氣通道140，兩個(gè)安裝孔111之間還設(shè)有若干個(gè)透氣孔112，若干個(gè)透氣孔112以空氣分布器110的中心軸為中心均勻分布，以使空氣通過(guò)透氣孔112均勻的流入第二腔室內(nèi)。
[0058]本實(shí)施例的熱偶測(cè)試口150用于插入熱偶以便于對(duì)液相燃料和裂解氣的燃料溫度進(jìn)行監(jiān)控，熱偶測(cè)試口 150均勻的分布于液相燃料通道130和裂解氣通道140的兩側(cè)。
[0059]本實(shí)施例的點(diǎn)火器190分別與燃燒室101和火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300連接，且用于監(jiān)測(cè)并控制燃燒室101內(nèi)的液氣混合燃料的燃燒;點(diǎn)火器190的一端連接有變壓器191，另一端連接有電極192，且點(diǎn)火器190通過(guò)延時(shí)控制與火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300連接，當(dāng)火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作時(shí)，點(diǎn)火器190可以根據(jù)火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300的要求，控制燃燒室101內(nèi)的液相燃料和氣相燃料的混合情況，從而控制液氣混合燃料的點(diǎn)燃時(shí)間和效果O
[0060]本實(shí)施例的火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300包括與燃燒室101對(duì)應(yīng)設(shè)置的紅外成像儀310和高速攝像機(jī)320，紅外成像儀310和高速攝像機(jī)320用于監(jiān)測(cè)燃燒室101內(nèi)的液氣混合燃料的燃燒狀態(tài)。
[0061 ]為了便于火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300能實(shí)時(shí)對(duì)燃燒室101內(nèi)的液氣混合燃料的燃燒狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，優(yōu)選燃燒室101的視窗180軸對(duì)稱的分布于第二腔室的外壁上，且與第二腔室內(nèi)的液體霧化器160的霧化噴嘴163和裂解氣噴嘴141的氣體出口處相對(duì)設(shè)置，以便能直觀的觀測(cè)到液氣混合燃料的燃燒火焰;將火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300的紅外成像儀310和高速攝像機(jī)320分別設(shè)置于兩個(gè)視窗180外，可以通過(guò)視窗180直接對(duì)燃燒火焰進(jìn)行采集拍攝。
[0062]火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300還連接有圖像處理系統(tǒng)，通過(guò)圖像處理系統(tǒng)可以將采集到的燃燒數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并成像，以便于后續(xù)對(duì)液相燃料、氣相燃料及混合后的液氣混合燃料的燃料燃燒性能分別進(jìn)行分析。
[0063]本實(shí)施例的裂解系統(tǒng)200包括預(yù)熱器210、裂解反應(yīng)器220、氣相燃料進(jìn)料管路230、液相燃料進(jìn)料管路240、基礎(chǔ)燃料管路250、空氣進(jìn)料管路260和裂解進(jìn)料管路270。
[0064]本實(shí)施例的預(yù)熱器210用于使氣相燃料預(yù)熱汽化，包括相互盤旋設(shè)置的氣相盤管211和液相盤管212，氣相盤管211和液相盤管212均連通有混合器213。
[0065]本實(shí)施例的裂解反應(yīng)器220用于使混合預(yù)熱汽化后的氣相燃料發(fā)生裂解反應(yīng)，裂解反應(yīng)器220的一端與混合器213連通，另一端通過(guò)裂解進(jìn)料管路270與燃燒系統(tǒng)100連通。
[0066]本實(shí)施例的氣相燃料進(jìn)料管路230與氣相盤管211連通，以向預(yù)熱器210內(nèi)通入氣相燃料進(jìn)行充分混合預(yù)熱，便于進(jìn)行后續(xù)的裂解反應(yīng)。
[0067]為了保證氣相燃料進(jìn)料管路230的燃料流量可控、可計(jì)量以及便于監(jiān)測(cè)，本實(shí)施例優(yōu)選氣相燃料進(jìn)料管路230包括氮?dú)膺M(jìn)料管231和標(biāo)準(zhǔn)燃料氣進(jìn)料管232，氮?dú)膺M(jìn)料管231和標(biāo)準(zhǔn)燃料氣進(jìn)料管232并聯(lián)設(shè)置，且與第一氣體過(guò)濾器233、第一減壓閥234、第一流量計(jì)235、第一單向閥236順次串聯(lián)，第一單向閥236與氣相盤管211連通;第一流量計(jì)235并聯(lián)有二級(jí)減壓閥237，二級(jí)減壓閥237連通有原料罐238，以將減壓后的部分氣相燃料提供給原料罐238作為密封氣體。
[0068]本實(shí)施例的液相燃料進(jìn)料管路240與燃燒系統(tǒng)100連通，以向燃燒系統(tǒng)100的燃燒室101內(nèi)提供液相燃料;或者是將液相燃料進(jìn)料管路240與預(yù)熱器210的液相盤管212連通，以向預(yù)熱器210內(nèi)通入液相燃料進(jìn)行充分混合預(yù)熱，便于進(jìn)行后續(xù)的裂解反應(yīng)，從而向燃燒系統(tǒng)100內(nèi)的燃燒室1I中提供經(jīng)過(guò)處理后的液相燃料。
[0069]為了保證液相燃料進(jìn)料管路240的燃料流量可控、可計(jì)量以及便于監(jiān)測(cè)，本實(shí)施例優(yōu)選液相燃料進(jìn)料管路240包括順次串聯(lián)設(shè)置的第一冷卻器241、第一液體過(guò)濾器242、第一精密計(jì)量栗243和第二單向閥244，第二單向閥244與燃燒系統(tǒng)100連通，或者是將第二單向閥244與預(yù)熱器210的液相盤管212連通。
[0070]當(dāng)?shù)诙蜗蜷y244與燃燒系統(tǒng)100連通時(shí)，優(yōu)選第二單向閥244與燃燒室101的液相燃料通道130的液相燃料進(jìn)口連通，以便于向燃燒室1I的第二腔室內(nèi)輸送流量可控的液相燃料。
[0071]本實(shí)施例的基礎(chǔ)燃料管路250與預(yù)熱器210的液相盤管212連通，以向預(yù)熱器210內(nèi)提供基礎(chǔ)燃料進(jìn)行充分混合預(yù)熱，便于進(jìn)行后續(xù)的裂解反應(yīng)。
[0072]為了保證基礎(chǔ)燃料管路250的燃料流量可控、可計(jì)量以及便于監(jiān)測(cè)，本實(shí)施例優(yōu)選基礎(chǔ)燃料管路250包括順次串聯(lián)設(shè)置的第二冷卻器251、第二液體過(guò)濾器252、第二精密計(jì)量栗253和第三單向閥254，第三單向閥254與液相盤管212連通。
[0073]本實(shí)施例的空氣進(jìn)料管路260與燃燒系統(tǒng)100連通，以向燃燒系統(tǒng)100的燃燒室101內(nèi)通入減壓后的空氣，以確保燃燒室101內(nèi)的液氣混合燃料在減壓后的空氣作用下充分燃
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[0074]為了保證基礎(chǔ)燃料管路250的燃料流量可控、可計(jì)量以及便于監(jiān)測(cè)，空氣減壓效果適于模擬燃燒試驗(yàn)，本實(shí)施例優(yōu)選空氣進(jìn)料管路260包括順次連通的第二氣體過(guò)濾器261、第二減壓閥262、第二流量計(jì)263和第一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥264，第一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥264與燃燒系統(tǒng)100連通，優(yōu)選通過(guò)燃燒室101的第一空氣進(jìn)口 120進(jìn)入第二腔室內(nèi)。
[0075]本實(shí)施例的裂解進(jìn)料管路270包括順次串聯(lián)的背壓閥271、第二氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥272和第四單向閥273，背壓閥271與裂解反應(yīng)器220連通，第四單向閥273與燃燒系統(tǒng)100連通;背壓閥271和第二氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥272之間通過(guò)三通球閥分別并聯(lián)有緩沖罐275和二級(jí)背壓閥274，二級(jí)背壓閥274連通有氣體排空口，已將裂解反應(yīng)后的裂解氣伴熱保溫全氣態(tài)進(jìn)入燃燒室101內(nèi)，且部分裂解氣可經(jīng)由二級(jí)背壓閥274進(jìn)行背壓控制后排空。
[0076]為了保證各路管路內(nèi)的氣相燃料或液相燃料的流量控制和參數(shù)監(jiān)控，優(yōu)選在氣相燃料進(jìn)料管路230、液相燃料進(jìn)料管路240、基礎(chǔ)燃料管路250和空氣進(jìn)料管路260上還分別設(shè)有若干個(gè)兩通球閥、三通球閥和針閥，兩通球閥、三通球閥和針閥均用于輔助控制氣體或液體流量。
[0077]以下以圖1所示的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0078]該沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料性能測(cè)試裝置由裂解系統(tǒng)200、燃燒系統(tǒng)100和火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300組成。
[0079]裂解系統(tǒng)200的一路氣相燃料進(jìn)料管路230內(nèi)通入氮?dú)?、氫氣、乙烯、丙烯等氣體，一路基礎(chǔ)燃料管路250內(nèi)通入液態(tài)的基礎(chǔ)燃料，一路液相燃料進(jìn)料管路240內(nèi)通入液相燃料，一路空氣進(jìn)料管路260內(nèi)通入空氣。
[0080]其中，氮?dú)獬洚?dāng)惰性氣體，起到置換、稀釋、液相原料罐238氮封等作用，將氮?dú)馔ㄈ氲獨(dú)膺M(jìn)料管231內(nèi)；氫氣、乙烯、丙烯等氣體燃料作為標(biāo)準(zhǔn)燃料氣，用于燃料系統(tǒng)標(biāo)定與測(cè)試，將標(biāo)準(zhǔn)燃料氣通入標(biāo)準(zhǔn)燃料氣進(jìn)料管232內(nèi)；然后將氮?dú)馀c標(biāo)準(zhǔn)燃料氣混合進(jìn)入氣相燃料進(jìn)料管路230內(nèi)形成氣相燃料。氣相燃料通過(guò)第一流量計(jì)235的控制和計(jì)量后通過(guò)預(yù)熱器210進(jìn)入裂解反應(yīng)器220?；A(chǔ)燃料由第二精密計(jì)量栗253精確控制和計(jì)量，經(jīng)預(yù)熱器210氣化進(jìn)入裂解反應(yīng)器220。液相燃料優(yōu)選高能燃料，通過(guò)第一精密計(jì)量栗243的精確控制和計(jì)量，直接進(jìn)入燃燒系統(tǒng)100，或者通過(guò)預(yù)熱器210氣化進(jìn)入裂解反應(yīng)器220中發(fā)生裂解反應(yīng)?？諝馔ㄟ^(guò)第二減壓閥262減壓后，經(jīng)第二流量計(jì)263的控制和計(jì)量，進(jìn)入燃燒系統(tǒng)100，作為液氣混合燃料的燃燒氧化劑。該裂解系統(tǒng)200可以在線/離線控制進(jìn)料流量和裂解反應(yīng)床層溫度，以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體系中各管路壓力；且根據(jù)液相燃料進(jìn)料管路240的第二單向閥244的連接方式，可以調(diào)整通入燃燒系統(tǒng)100內(nèi)的液相燃料狀態(tài)。
[0081 ]燃燒系統(tǒng)100的燃料來(lái)源為自裂解系統(tǒng)200的裂解進(jìn)料管路270和液相燃料進(jìn)料管路240的裂解氣和液相燃料，燃燒氧化劑為壓縮空氣，由空氣進(jìn)料管路260提供。在空氣進(jìn)料管路260上還設(shè)有空氣電磁閥，裂解進(jìn)料管路270上設(shè)有裂解電磁閥，壓縮空氣通過(guò)壓力調(diào)節(jié)，空氣電磁閥控制，第二流量計(jì)263計(jì)量后由空氣分布器110進(jìn)入燃燒室101。裂解系統(tǒng)200產(chǎn)生的裂解氣經(jīng)裂解電磁閥控制，由裂解氣噴嘴141與空氣混合進(jìn)入燃燒室101，由在線控制或手動(dòng)控制點(diǎn)火燃燒。高能燃料由第一精確計(jì)量栗精確控制和計(jì)量，與壓縮空氣混合霧化后進(jìn)入燃燒室101，由在線控制或手動(dòng)控制點(diǎn)火燃燒。該系統(tǒng)可以在線/離線控制進(jìn)料流量和監(jiān)測(cè)燃燒火焰不同位置的溫度，可以單獨(dú)檢測(cè)裂解氣的燃燒性能或液相燃料的燃燒性能，也可以檢測(cè)液氣混合燃料的燃燒性能。
[0082]火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300由高速攝像機(jī)320和紅外成像儀310組成，可以在線或離線采集燃燒火焰圖像和火焰溫度分布圖。
[0083]沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的模擬檢測(cè)過(guò)程分為兩步:系統(tǒng)調(diào)試和系統(tǒng)開(kāi)車。
[0084]系統(tǒng)調(diào)試主要包括原材料的準(zhǔn)備、裂解系統(tǒng)200置換、裂解系統(tǒng)200氣密性檢測(cè)、單機(jī)調(diào)試和聯(lián)合調(diào)試。
[0085](I)裂解系統(tǒng)200置換
[0086]采用氮?dú)庵脫Q。首先打開(kāi)氮?dú)馇岸说膬赏ㄇ蜷yHV-103并關(guān)閉兩通球閥HV-104，調(diào)節(jié)第一減壓閥234至0.1?0.5MPa，打開(kāi)兩通球閥HV-106和針閥HV-109，氮?dú)膺M(jìn)入預(yù)熱器210和裂解反應(yīng)器220，由裂解反應(yīng)器220流出的氣體經(jīng)過(guò)背壓閥271、三通球閥HV-117、緩沖罐275和高溫針閥HV-121進(jìn)入二級(jí)背壓閥274，調(diào)節(jié)背壓閥271至系統(tǒng)壓力為0.1?0.5MPa，調(diào)節(jié)后流出的氣體由氣體排空口進(jìn)入放空管線。在背壓閥271出口處取樣檢測(cè)氣體樣品(含氧量< 0.5 %為合格)合格后，方可進(jìn)行下一步操作。
[0087](2)裂解系統(tǒng)200氣密性檢測(cè)
[0088]先采用惰性氣體(一般采用氮?dú)?進(jìn)行，氣密合格后方可進(jìn)行反應(yīng)氣體的氣密性檢測(cè)。氣密性檢測(cè)可由常壓逐漸升至目標(biāo)壓力，最終升至反應(yīng)壓力的1.05倍。
[0089](3)單機(jī)調(diào)試
[0090]開(kāi)車前進(jìn)行自控系統(tǒng)調(diào)試，檢查和調(diào)試各加熱點(diǎn)位的溫控、液體流量的控制是否合格，合格后方可將準(zhǔn)備的物料裝入原料罐238中進(jìn)行試驗(yàn)。
[0091](4)聯(lián)合調(diào)試
[0092]聯(lián)合調(diào)試就是將裝置的整體流程運(yùn)行一遍，但是使用的原料氣體為氮?dú)猓弦后w為輕組分的油或是其它(根據(jù)具體反應(yīng)來(lái)定，但原則是不影響正常開(kāi)始的實(shí)驗(yàn)為準(zhǔn)。)
[0093]系統(tǒng)開(kāi)車包括空氣進(jìn)料、氮?dú)饣驑?biāo)準(zhǔn)燃料氣進(jìn)料、液相燃料進(jìn)料、預(yù)熱汽化、裂解反應(yīng)、背壓、燃燒等步驟。
[0094](I)空氣進(jìn)料
[0095]空氣由空氣壓縮機(jī)壓縮，經(jīng)過(guò)兩通球閥HV-101和第二氣體過(guò)濾器261過(guò)濾后進(jìn)入第二減壓閥262減至目標(biāo)反應(yīng)壓力，減壓后氣體經(jīng)過(guò)針閥HV-102調(diào)節(jié)、第二流量計(jì)263計(jì)量，并經(jīng)第一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥264進(jìn)入燃燒室1I提供氧化劑。
[0096](2)氮?dú)饣驑?biāo)準(zhǔn)燃料氣(氫氣、甲烷、乙烯等)的進(jìn)料
[0097]由氣體鋼瓶經(jīng)過(guò)兩通球閥HV-103進(jìn)入系統(tǒng)的氮?dú)饣蛴射撈拷?jīng)過(guò)兩通球閥HV-104進(jìn)入系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)燃料氣，經(jīng)第一氣體過(guò)濾器233過(guò)濾后進(jìn)入第一減壓閥234減至目標(biāo)反應(yīng)壓力，一路經(jīng)過(guò)第一流量計(jì)235后，由兩通球閥HV-105和第一單向閥236進(jìn)入預(yù)熱器210的氣相盤管211中充分預(yù)熱。另一路經(jīng)過(guò)二級(jí)減壓閥237減壓至相應(yīng)的壓力，提供給原料罐238做密封氣體。
[0098](3)液相進(jìn)料
[0099]一路液相燃料在液相燃料進(jìn)料管路240內(nèi)通過(guò)第一冷卻器241的液相冷卻盤管進(jìn)行充分液化，然后通過(guò)三通球閥HV-111和第一液體過(guò)濾器242過(guò)濾后進(jìn)入第一精密計(jì)量栗243，由第一精密計(jì)量栗243輸送經(jīng)過(guò)三通球閥HV-114、第二單向閥244和三通球閥HV-116，三通球閥HV-116的一個(gè)出口連接燃燒系統(tǒng)100的燃燒室101，另一個(gè)出口連接裂解系統(tǒng)200的裂解反應(yīng)器220，通過(guò)調(diào)節(jié)三通球閥HV-116的出口開(kāi)關(guān)可以選擇使液相燃料進(jìn)入裂解反應(yīng)器220中，也可以使液相燃料直接進(jìn)入燃燒系統(tǒng)100。若輸送的液相燃料為丙烯時(shí)，開(kāi)啟第一冷卻器241;若輸送的液相燃料為高能燃料時(shí)，關(guān)閉第一冷卻器241。
[0100]一路基礎(chǔ)燃料在基礎(chǔ)燃料管路250內(nèi)通過(guò)第二冷卻器251的液相冷卻盤管進(jìn)行充分液化，然后經(jīng)過(guò)三通球閥HV-113和第二液體過(guò)濾器252過(guò)濾后進(jìn)入第二精密計(jì)量栗253，經(jīng)三通球閥HV-115和第三單向閥254進(jìn)入預(yù)熱器210的液相盤管212進(jìn)行充分預(yù)熱汽化。
[0101](4)預(yù)熱汽化
[0102]經(jīng)過(guò)精確控制和計(jì)量后的氣相燃料和基礎(chǔ)燃料(或是氣相燃料、基礎(chǔ)燃料及液相燃料)分別進(jìn)入預(yù)熱器210的氣相盤管211和液相盤管212進(jìn)行充分預(yù)熱汽化，經(jīng)混合器213充分混合后進(jìn)入裂解反應(yīng)器220。
[0103](5)裂解反應(yīng)
[0104]經(jīng)過(guò)充分預(yù)熱汽化后的反應(yīng)原料，進(jìn)入裂解反應(yīng)器220中進(jìn)行裂解反應(yīng)，反應(yīng)所需的熱量由裂解反應(yīng)器220連接的加熱爐提供。加熱爐為多段控溫，每段溫度的控制都由程序升溫的控制儀表進(jìn)行控制。
[0105](6)背壓
[0106]進(jìn)入裂解反應(yīng)器220的反應(yīng)原料經(jīng)過(guò)充分反應(yīng)后變成裂解氣，進(jìn)入裂解進(jìn)料管路270中，裂解進(jìn)料管路270由背壓閥271控制。從反應(yīng)器出來(lái)的裂解氣經(jīng)裂解進(jìn)料管路270的伴熱保溫全氣態(tài)進(jìn)入燃燒室101內(nèi)，經(jīng)過(guò)背壓閥271進(jìn)行背壓控制。
[0107](7)燃燒
[0108]燃燒室101結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，其中，液體霧化器160結(jié)構(gòu)如圖3所示，優(yōu)選霧化噴嘴163的孔徑為0.2mm?3mm ；裂解氣噴嘴141結(jié)構(gòu)如圖4所示，優(yōu)選裂解氣噴嘴141的氣體出口的孔徑為0.2mm?3mm;空氣分布器110結(jié)構(gòu)如圖5所示。優(yōu)選裂解氣噴嘴141的氣體出口與液體霧化器160的霧化噴嘴163末端垂直對(duì)齊。熱偶測(cè)試口 150自裂解氣噴嘴141末端沿燃燒室1I軸向方向均勻分布，間距為5-1 Omm。
[0109]空氣沿空氣進(jìn)料管路260經(jīng)過(guò)空氣壓縮機(jī)增壓，經(jīng)過(guò)兩通球閥HV-101、第二氣體過(guò)濾器261和第二減壓閥262減壓至目標(biāo)壓力，經(jīng)過(guò)針閥HV-102調(diào)節(jié)進(jìn)入第二流量計(jì)263并經(jīng)第一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥264進(jìn)入燃燒室101。
[0110]裂解氣經(jīng)背壓閥271，經(jīng)過(guò)三通球閥HV-117轉(zhuǎn)換，選擇性的進(jìn)入緩沖罐275或直接進(jìn)入二級(jí)背壓閥274背壓后排空。當(dāng)燃料燃燒時(shí)，調(diào)節(jié)針閥和驅(qū)動(dòng)第二氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥272經(jīng)阻火器由裂解氣噴嘴141進(jìn)入燃燒室101，與由空氣分布器110分布后的空氣混合，經(jīng)點(diǎn)火器190在線點(diǎn)火或離線點(diǎn)火進(jìn)行燃燒。
[0111]由第一精密計(jì)量栗243輸送的丙烯或高能燃料，經(jīng)三通球閥HV-116調(diào)節(jié)，與由第二空氣進(jìn)口 170和第三空氣進(jìn)口 164進(jìn)入液體霧化器160的空氣混合，經(jīng)液體霧化器160霧化后由霧化噴嘴163直接進(jìn)入燃燒室101，與由空氣分布器110分布后的空氣混合，經(jīng)點(diǎn)火器190在線點(diǎn)火或離線點(diǎn)火進(jìn)行燃燒。
[0112](8)觀測(cè)
[0113]火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300的高速攝像機(jī)320和紅外成像儀310透過(guò)燃燒室101的視窗180拍攝并采集火焰數(shù)據(jù)。
[0114]綜上所述，本實(shí)施例的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，包括:燃燒系統(tǒng)100，用于將液相燃料霧化后與氣相燃料混合并點(diǎn)燃;裂解系統(tǒng)200，與燃燒系統(tǒng)100連通，用于為燃燒系統(tǒng)100提供可控的液相燃料和氣相燃料;火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300，與燃燒系統(tǒng)100連接，用于檢測(cè)氣相和液相燃料混合燃燒的燃燒性能。該沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置主要用于吸熱型碳?xì)淙剂先紵匦缘臋z測(cè)，通過(guò)燃燒系統(tǒng)100和裂解系統(tǒng)200模擬高超飛行器動(dòng)力裝置的超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，通過(guò)火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)300對(duì)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的燃燒性能進(jìn)行檢測(cè)及合理觀測(cè)，既能檢測(cè)裂解氣燃燒性能，同時(shí)也能檢測(cè)液體燃料的燃燒性能，可以采集記錄燃燒火焰的形貌，觀測(cè)燃燒過(guò)程中火焰溫度分布，也可以對(duì)火焰圖像進(jìn)行圖像分析，設(shè)備操作簡(jiǎn)潔方便，安全性高，火焰觀察便捷，測(cè)溫點(diǎn)位較為靈活。
[0115]本實(shí)用新型的實(shí)施例是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的或者將本實(shí)用新型限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實(shí)用新型從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，包括: 燃燒系統(tǒng)，用于將液相燃料霧化后與氣相燃料混合并點(diǎn)燃； 裂解系統(tǒng)，與所述燃燒系統(tǒng)連通，用于為所述燃燒系統(tǒng)提供可控的液相燃料和氣相燃料； 火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與所述燃燒系統(tǒng)連接，用于檢測(cè)所述氣相和液相燃料混合燃燒的燃燒性能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述燃燒系統(tǒng)包括:燃燒室，用于將液相燃料霧化后與氣相燃料混合形成液氣混合燃料，并為所述液氣混合燃料提供燃燒和檢測(cè)空間；其中，所述氣相燃料包括經(jīng)由所述裂解系統(tǒng)裂解后的裂解氣；點(diǎn)火器，分別與所述燃燒室和火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，用于監(jiān)測(cè)并控制所述燃燒室內(nèi)的液氣混合燃料的燃燒，所述點(diǎn)火器的一端連接有變壓器，另一端連接有電極，且所述點(diǎn)火器通過(guò)延時(shí)控制與火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述燃燒室包括: 腔體，通過(guò)空氣分布器分隔為第一腔室和第二腔室，所述第一腔室設(shè)有第一空氣進(jìn)口，以將空氣引入所述第一腔室內(nèi)，并經(jīng)過(guò)所述空氣分布器均勻的通入所述第二腔室內(nèi)，所述第二腔室用于為所述液氣混合燃料的燃燒提供燃燒和觀測(cè)空間； 液相燃料通道，一端設(shè)有液相燃料進(jìn)口，另一端設(shè)有液相燃料出口，所述液相燃料出口設(shè)置于第二腔室內(nèi)，且設(shè)有液體霧化器，所述液相燃料進(jìn)口與第二腔室之間還連通有第二空氣進(jìn)口； 裂解氣通道，一端設(shè)有裂解氣進(jìn)口，另一端設(shè)有裂解氣出口，所述裂解氣出口設(shè)置于第二腔室內(nèi)，且與所述液相燃料出口對(duì)應(yīng)設(shè)置，以使所述裂解氣與液相燃料混合均勻； 熱偶測(cè)試口，所述熱偶測(cè)試口均勻的分布于所述液相燃料通道和裂解氣通道的兩側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述火焰數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括與所述燃燒室對(duì)應(yīng)設(shè)置的紅外成像儀和高速攝像機(jī)，所述紅外成像儀和高速攝像機(jī)用于監(jiān)測(cè)所述燃燒室內(nèi)的液氣混合燃料的燃燒狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述裂解系統(tǒng)包括: 預(yù)熱器，用于使所述氣相燃料預(yù)熱汽化，包括相互盤旋設(shè)置的氣相盤管和液相盤管，所述氣相盤管和液相盤管均連通有混合器； 裂解反應(yīng)器，用于使混合預(yù)熱汽化后的氣相燃料發(fā)生裂解反應(yīng)，所述裂解反應(yīng)器的一端與混合器連通，另一端通過(guò)裂解進(jìn)料管路與燃燒系統(tǒng)連通； 氣相燃料進(jìn)料管路，與所述氣相盤管連通； 液相燃料進(jìn)料管路，與所述燃燒系統(tǒng)連通，或者是與所述液相盤管連通； 基礎(chǔ)燃料管路，與所述液相盤管連通； 空氣進(jìn)料管路，與所述燃燒系統(tǒng)連通。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述氣相燃料進(jìn)料管路包括氮?dú)膺M(jìn)料管和標(biāo)準(zhǔn)燃料氣進(jìn)料管，所述氮?dú)膺M(jìn)料管和標(biāo)準(zhǔn)燃料氣進(jìn)料管并聯(lián)設(shè)置，且與第一氣體過(guò)濾器、第一減壓閥、第一流量計(jì)、第一單向閥順次串聯(lián)，所述第一單向閥與氣相盤管連通； 所述第一流量計(jì)并聯(lián)有二級(jí)減壓閥，所述二級(jí)減壓閥連通有原料罐，以將減壓后的部分所述氣相燃料提供給所述原料罐作為密封氣體。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述液相燃料進(jìn)料管路包括順次串聯(lián)設(shè)置的第一冷卻器、第一液體過(guò)濾器、第一精密計(jì)量栗和第二單向閥，所述第二單向閥與燃燒系統(tǒng)連通，或者是所述第二單向閥與液相盤管連通。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述基礎(chǔ)燃料管路包括順次串聯(lián)設(shè)置的第二冷卻器、第二液體過(guò)濾器、第二精密計(jì)量栗和第三單向閥，所述第三單向閥與液相盤管連通。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述空氣進(jìn)料管路包括順次連通的第二氣體過(guò)濾器、第二減壓閥、第二流量計(jì)和第一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥，所述第一氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥與燃燒系統(tǒng)連通。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述裂解進(jìn)料管路包括順次串聯(lián)的背壓閥、第二氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥和第四單向閥，所述第四單向閥與燃燒系統(tǒng)連通； 所述背壓閥和第二氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥之間通過(guò)三通球閥分別并聯(lián)有二級(jí)背壓閥和緩沖罐，所述二級(jí)背壓閥連通有氣體排空口。
【文檔編號(hào)】G01N25/22GK205506729SQ201620184644
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月10日
【發(fā)明人】黎漢生, 張錕, 史大昕, 吳芹, 趙蕓, 矯慶澤
【申請(qǐng)人】北京理工大學(xué)