The invention relates to a constant volume combustion bomb, in particular to an experimental device and method for monitoring the temperature change of a piston material under the action of a detonation wave. The device comprises a constant volume combustion bomb detonation projectile, cylinder head, cylinder; in constant volume combustion bomb detonation metal separator body, metal plates and cylinder head, cylinder composed of combustion chamber; intake system; ignition system; temperature measurement system. The beneficial effects of the invention are: using a constant volume combustion bomb detonation system, can produce stable detonation, and the metal plate can be installed to replace the piston, the temperature sensor in the metal partition, can measure the temperature field distribution of the test.
【技术实现步骤摘要】
一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置及方法
:本专利技术涉及定容燃烧弹,具体涉及一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置及方法。
技术介绍
:随着内燃机压缩比和功率密度的不断提高,出现了烈性爆震。烈性爆震的威力比常规爆震大很多,一旦发生就会使燃烧室部件破坏失效。烈性爆震已经成为内燃机压缩比和功率密度进一步提高的主要障碍。续晗等人通过定容爆轰燃烧弹实验和数值模拟研究发现,对于锥顶型燃烧室,爆轰波会在活塞中心位置产生汇聚,汇聚压力远远超过缸盖位置采集到的压力。烈性爆震发生时,爆轰波的汇聚作用是活塞破坏失效很重要的一个原因。但同时材料的强度和温度的关系很大,为了进一步揭示烈性爆震发生时活塞破坏失效的机理,需要监测爆轰波作用下活塞材料的温度变化。在发动机台架实验上,烈性爆震无法稳定产生,并且无法在高速运动的活塞上插装多个温度传感器来监测烈性爆震时爆轰波作用下活塞不同位置的温度变化。
技术实现思路
:本专利技术的试验系统和方法是为了监测烈性爆震时爆轰波作用下活塞材料不同位置的温度变化。为此,本专利技术设计了这套定容爆轰燃烧弹试验装置。其锥顶型内腔形状与内燃机燃烧室形状基本相同。通过高能火花塞直接点火起爆的方式,强行在燃烧室中间诱导出一道爆轰波,再通过三个布置在活塞上不同位置处的温度传感器来监测烈性爆震时爆轰波作用下活塞不同位置的温度变化。具体技术方案如下:一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,该装置包括:定容爆轰燃烧弹弹体,缸盖、缸套;位于定容爆轰燃烧弹弹体内的金属隔板,金属隔板与缸盖、缸套组成燃烧室;进气系统,用于给容弹定量定态充 ...
【技术保护点】
一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,该装置包括:定容爆轰燃烧弹弹体,缸盖、缸套;位于定容爆轰燃烧弹弹体内的金属隔板,金属隔板与缸盖、缸套组成燃烧室;进气系统,用于给容弹定量定态充入可燃混合气,选用乙炔/氧气或者氢气/氧气作为混合气;高能点火系统,包括两部分,分别是控制箱人工点火系统和高能火花塞;温度测量系统,包括:3个温度传感器,测温仪和上位机;所述温度传感器,温度范围‑50~250℃,准确度±0.01℃;在金属隔板上取三个温度测点,分别为边缘位置传感器(7),活塞直径四分之一位置传感器(8)和中心位置传感器(9)。
【技术特征摘要】
1.一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,该装置包括:定容爆轰燃烧弹弹体,缸盖、缸套;位于定容爆轰燃烧弹弹体内的金属隔板,金属隔板与缸盖、缸套组成燃烧室;进气系统,用于给容弹定量定态充入可燃混合气,选用乙炔/氧气或者氢气/氧气作为混合气;高能点火系统,包括两部分,分别是控制箱人工点火系统和高能火花塞;温度测量系统,包括:3个温度传感器,测温仪和上位机;所述温度传感器,温度范围-50~250℃,准确度±0.01℃;在金属隔板上取三个温度测点,分别为边缘位置传感器(7),活塞直径四分之一位置传感器(8)和中心位置传感器(9)。2.根据权利要求1所述一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,所述温度传感器选用铂电阻温度传感器。3.根据权利要求2所述一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,所述铂电阻温度传感器采用直接安装的方式,铂电阻保护套穿过端盖,并在金属隔板背面打孔,孔内涂上了导热硅脂,使温度传感器的感温段插入到孔中,温度传感器的感温段长度为5~6mm,温度采集周期为1s。4.根据权利要求1所述一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,金属隔板的材质选用铝合金。5.根据权利要求1所述一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,所述定容爆轰燃烧弹弹体的燃烧室缸径为75~85mm,锥角为120°~180°,燃烧室余隙用缸套调整,从0~32mm可变。6.根据权利要求5所述一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,所述定容爆轰燃烧弹弹体的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti。7.根据权利要求1所述一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,所述进气系统中,气体组分及当量比通过分压来控制。8.根据权利要求7所述一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,定容爆轰燃烧弹弹体上有进气孔,进气孔孔径1~3mm,进气阀采用内螺纹针型截止阀J13W-350PDN6,外部采用压力变送器确定混合气各组分的分压。9.根据权利要求1所述一种能够监测爆轰波作用下活塞材料温度变化的试验装置,其特征在于,所述控制箱人工点火系统输出电压为2500V,点火能量大于10J。10.在权利要求1所述试...
【专利技术属性】
技术研发人员:姚春德,高健,姚安仁,续晗,冯鲁煜,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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