The embodiment of the invention provides a micron metal particle ignition and combustion test device, the device comprises a metal particle discrete device, powder tube, high temperature gas ignition system, observation system and particle sampling device; the metal particles in the discrete device of high temperature gas ignition system is connected by a powder supply tube and the high temperature gas ignition system; the observation system is arranged on the top of high temperature gas ignition system ignition system; particle sampling device moves above in the high temperature gas sampling. The invention can obtain direct ignition and combustion state, single micron metal particles and metal particles through the flat flame burner to create ignition combustion environment more close to the actual metal particle combustion environment, the engineering application of experiment data of high value.
【技术实现步骤摘要】
一种微米级金属颗粒点火燃烧试验装置
本专利技术涉及一种点火燃烧试验装置,特别涉及一种微米级金属颗粒点火燃烧试验装置。
技术介绍
为提高发动机性能,现有技术通常会在推进剂中添加高能金属添加剂。添加高能金属添加剂,不仅可以提高推进剂的能量密度和发动机的比冲,还可以显著抑制推进系统的不稳定燃烧。因此,金属添加剂在固体推进系统中有着广泛应用。另外,面对日益严峻的能源安全问题,人们越来越重视新能源的开发利用。相比氢能、生物燃料和电池等,金属粉末燃料具有来源丰富、携带安全可靠、燃烧热值高以及环保等特点,有望成为未来化石燃料替代的解决方案。目前,研究以金属粉末为燃料的新型内燃机和外燃机已经成为新的重要研究方向。由于镁、铝金属颗粒的能量密度较高、燃烧温度高等优点,在固体推进剂中有着较为广泛的应用;由于铝颗粒和铁颗粒的来源广泛、价格低廉等优点,有望成为未来新型内燃机和外燃机的高能燃料。不论是固体推进装置还是新型的内燃机、外燃机,其内部流场都是高温燃烧火焰场。金属颗粒作为上述发动机的主要燃料,其很大一部分能量是来自于金属颗粒在高温流场中点火燃烧过程释放出来的。因此,深入认识金属颗粒的点火燃烧特性,探究金属颗粒点火延迟、点火温度、燃烧时间、燃烧温度等性能参数的变化规律,对准确预示发动机的性能具有重要意义。目前针对金属颗粒点火燃烧的研究主要有数值仿真和试验两种研究方法。数值仿真相对试验研究耗时较短、成本低,但由于在建模过程中进行了相应的简化处理,计算结果的准确度难以保证。试验研究是获得金属颗粒点火燃烧特性最直接的方法,目前常用的金属颗粒点火燃烧试验研究方法有采用高能激光/氙灯点火 ...
【技术保护点】
一种微米级金属颗粒点火燃烧试验装置,其特征在于,所述装置包括:金属颗粒离散装置、供粉细管、高温燃气点火系统、观测系统和粒子取样装置;所述金属颗粒离散装置位于所述高温燃气点火系统下方,通过供粉细管与所述高温燃气点火系统连接;所述观测系统设置在所述高温燃气点火系统上方;粒子取样装置在所述高温燃气点火系统上方移动实现取样;所述金属颗粒离散装置主要包括高压直流电源、正极板、负极板、正极板保护壳、负极板保护壳、电极板隔离圈以及流化气供应系统;正极板在下方,负极板在上方;电极板隔离圈安装在两个电极板之间;高压直流电源正、负极分别连接到正极板和负极板上;在负极板的中心处设置颗粒出口;电极板隔离圈侧壁上开有流化气入口;流化气供应系统通过流化气入口与正负极板之间的空间连通;正极板下方还安装有正极板保护壳,负极板上方还安装有负极板保护壳;在负极板保护壳上开有颗粒出口和供粉细管接口。
【技术特征摘要】
1.一种微米级金属颗粒点火燃烧试验装置,其特征在于,所述装置包括:金属颗粒离散装置、供粉细管、高温燃气点火系统、观测系统和粒子取样装置;所述金属颗粒离散装置位于所述高温燃气点火系统下方,通过供粉细管与所述高温燃气点火系统连接;所述观测系统设置在所述高温燃气点火系统上方;粒子取样装置在所述高温燃气点火系统上方移动实现取样;所述金属颗粒离散装置主要包括高压直流电源、正极板、负极板、正极板保护壳、负极板保护壳、电极板隔离圈以及流化气供应系统;正极板在下方,负极板在上方;电极板隔离圈安装在两个电极板之间;高压直流电源正、负极分别连接到正极板和负极板上;在负极板的中心处设置颗粒出口;电极板隔离圈侧壁上开有流化气入口;流化气供应系统通过流化气入口与正负极板之间的空间连通;正极板下方还安装有正极板保护壳,负极板上方还安装有负极板保护壳;在负极板保护壳上开有颗粒出口和供粉细管接口。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高温燃气点火系统主要由平面火焰炉、点火火花塞以及供气系统组成;所述平面火焰炉的整体为圆柱状,主要包括炉盘、炉体、底座、进气接嘴、预混腔支架、钢珠、供粉细管保护管以及供粉细管密封帽;炉盘在炉体上方,底座在炉体下方;炉盘表面均匀布置有数个圆形通孔;炉体中设置有三个氧化剂和燃料混合区域,由下至上分别是预混腔、大钢珠区和小钢珠区;钢珠区由数个钢珠填充而成;大钢珠区和小钢珠区之间由不锈钢钢丝网隔离,所述钢丝网的孔径小于小钢珠区内钢珠的直径;大钢珠区和预混腔之间安装有钢珠支撑板,支撑板上设置有数个孔径小于大钢珠区内钢珠直径的通孔;预混腔内安装有预混腔支架;进气接嘴位于炉体下端壁面上,与预混腔连通;所述进气接嘴包括一个氧化剂进气接嘴和一个燃料进气接嘴,两个接嘴对称分布在炉体壁面上;供粉细管密封帽安装在平面火焰炉底座表面,供粉细管密封帽上开有一个通孔;供粉细管一端插入所述金属颗粒离散装置的供粉细管接口,一端从所述供粉细...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯运超,夏智勋,黄利亚,马立坤,刘龙,杨大力,
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科学技术大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。