An implementation of intracavitary microwave ignition and combustion system visualization process provided by the invention belongs to the field of microwave microwave ignition, combustion, including microwave and microwave ignition device at the side of the ignition visualization device; the former includes microwave planar type U from the top right upper end of the center and the edge of this band mounted microwave coupler and disposition of gas gas valve the cover is at the center, built-in side plating transparent conductive layer of quartz glass cover of the combustion chamber, the upper cover top inside the mirror; the latter includes the light source generator and a convex lens, and the quartz glass coaxial semipermeable blade and imaging screen arranged coaxial half mirror, the edge is located; convex lens by semi transparent the focus mirror reflected light gathering. The system can guarantee the good microwave reflection characteristics in the cavity and the microwave resonant mode, avoid leak of microwave, ensure external visible light penetration cavity, intuitive observation of the combustion chamber of microwave ignition process by schlieren method.
【技术实现步骤摘要】
一种实现腔内微波点火燃烧过程可视化观测的系统
本专利技术涉及一种实现腔内微波点火燃烧过程可视化观测的系统,具体是利用脉冲微波能量,在混合燃料的定容燃烧腔内,产生点火燃烧,并可对其进行观察测量的系统,属于微波点火、微波助燃领域。
技术介绍
目前,应用在内燃机、航空发动机、大型燃烧炉中的点火技术包括单点点火、火花塞点火以及微波点火。其中,微波点火技术是利用微波辐射、微波谐振方式点火,与传统的单点点火,火花塞点火不同。微波点火消除了单点点火效能较低的分步燃烧,分层燃烧的局限。微波电场可存在于整个燃烧腔空间(该燃烧腔为由U型上端盖与平面下端盖构成的闭合腔体,在该腔体内壁上包裹具有良好导电性能的金属,以实现微波在该腔体内的完全发射叠加),可以产生多个点火点,使得燃烧变得更加迅速,更加充分,也降低了燃料消耗。微波点火同时可以可利用某些分子的吸收微波能力,降低燃烧反应活化能,从而促进某些燃烧相关自由基的链式反应,加快燃烧过程。同时,由于不存在分层燃烧过程,微波点火可能实现更加稀薄的燃烧(即发动机在空燃比大于理论空燃比时的燃烧),进一步节省了燃料。通过燃烧过程可视化观测能够清晰地了解燃烧的特征规律,加强对燃烧机理的理解和认识。如果得到清晰的燃烧图像,可通过亮度、辐射强度等测得缸内的温度场分布,对于燃烧效果改进,促进燃烧等都有重要意义。然而目前,微波点火现象难以进行直观的观察研究,只能通过外部参数如燃烧压力、燃烧尾气等对燃烧过程进行判断。目前,可利用纹影法研究不可直接观测到的燃烧、气流变化,定性、定量地对燃烧过程进行分析和量化,从机理上探讨燃烧反应过程。所述纹影法是利用光在 ...
【技术保护点】
一种实现腔内微波点火燃烧过程可视化观测的系统,其特征在于,该系统包括:微波点火装置和微波点火可视化装置两部分;所述微波点火装置包括U型上端盖、中部开口的平面下端盖、石英玻璃、微波耦合器、微波源发生器、配气气路阀门以及配气气路;其中,上端盖与下端盖压紧固定形成微波燃烧腔,上端盖的顶端内侧为镜面,上端盖侧壁内侧包裹金属;所述微波耦合器嵌固于上端盖顶部正中心处,该微波耦合器的输入端凸出于上端盖外,并与微波源发生器输出端连接,微波耦合器输出端的天线位于微波燃烧腔内;所述配气气路阀门固定于上端盖顶端的边缘,并与所述配气气路连接,该配气气路通过配气气路阀门向微波燃烧腔内输送燃料空气混合物;所述石英玻璃嵌固于下端盖中心开口处,该石英玻璃位于微波燃烧腔一侧镀有透明导电层;所述微波点火可视化装置包括位于靠近微波点火装置的下端盖一侧由近及远依次设置的凸透镜、半透半反镜和白光光源发生器,以及刀口和成像屏;其中,所述凸透镜、半透半反镜和白光光源发生器均与所述石英玻璃共中心轴线,白光光源发生器位于凸透镜的焦点处,半透半反镜与所述中心轴线成45°设置,刀口和成像屏设置在垂直于所述中心轴线的上方,且所述刀口位于凸透 ...
【技术特征摘要】
1.一种实现腔内微波点火燃烧过程可视化观测的系统,其特征在于,该系统包括:微波点火装置和微波点火可视化装置两部分;所述微波点火装置包括U型上端盖、中部开口的平面下端盖、石英玻璃、微波耦合器、微波源发生器、配气气路阀门以及配气气路;其中,上端盖与下端盖压紧固定形成微波燃烧腔,上端盖的顶端内侧为镜面,上端盖侧壁内侧包裹金属;所述微波耦合器嵌固于上端盖顶部正中心处,该微波耦合器的输入端凸出于上端盖外,并与微波源发生器输出端连接,微波耦合器输出端的天线位于微波燃烧腔内;所述配气气路阀门固定于上端盖顶端的边缘,并与所述配气气路连接,该配气气路通过配气气路阀门向微波燃烧腔内输送燃料空气混合物;所述石英玻璃嵌固于下端盖中心开口处,该石英玻璃位于微波燃烧腔一侧镀有透...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘程,张贵新,谢宏,邓磊,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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