燃烧试验设备制造技术

本实用新型专利技术涉及燃油燃烧器领域，提供了一种燃烧试验设备。该设备包括外筒以及设置在外筒内、并与外筒限定形成环形进气腔的内筒，通过设置在内筒进气端的一级喷油管和一级进气管，形成主要分布于内筒中央的火焰；环形进气腔与内筒的进气端连通，以此使环形进气腔中的二级进气管喷出的气体沿着内筒的外壁向下流动而进入到内筒中，另外再通过一级进气管与内筒的进气端之间形成的环形通道的导流作用，使上述气流再沿着内筒的内壁向上流动，最终与二级喷油管喷出的燃料混合燃烧，这样不仅能够在内筒的边缘区域也形成火焰，而且气流会被内筒加热升温，因此还能保持二级喷油管喷出的燃料能够充分燃烧，以此在外筒的排气端处形成均匀分布的火焰。

Combustion test equipment

The utility model relates to the field of an oil burner, and provides a combustion test equipment. The device comprises an outer cylinder and is arranged in the outer cylinder and inner cylinder and limit forming an annular inlet chamber and an outer cylinder, a fuel injection pipe is arranged in the inner cylinder through the inlet and an air inlet pipe, the formation is mainly distributed in the inner cylinder of the central flame; the annular air inlet is communicated with an air inlet end of the cavity and the inner tube, outer wall in order to make the gas ring inlet cavity of the intake pipe two ejected along the inner cylinder flows down into the inner cylinder, the annular channel diversion effect formed between the inlet end also through a gas inlet pipe and the inner cylinder of the air flow along the inner cylinder wall to flow, fuel mixture the final and the two stage fuel injection pipe spray combustion, which not only can the edge area of the inner cylinder and the air flow will also form the flame heating tube is in heating, therefore can keep two injection pipe jet fuel can be fully burned, A uniform flame is formed at the exhaust end of the outer cylinder.

【技术实现步骤摘要】
燃烧试验设备
本技术涉及燃油燃烧器领域，提供了一种燃烧试验设备。
技术介绍
在航空航天领域，存在这样两种类型的零部件：一种是长期工作在高温环境下，耐热温度及时长是检验其性能和安全性的主要指标，如航空燃气轮机的燃烧室、涡轮等部件。另一种是在特定或特殊情况下会承受为时较短的高温环境考验，比如，一旦飞行器失事，要求黑匣子能在超过一千摄氏度的高温中“存活”超过半小时；航天器返回大气层时，外壳需要承受由于与空气高速摩擦产生的高温等等。由于以上两种类型的零部件在工作过程中一定会或可能会接触高温环境，为保证其可靠性和安全性，在设计阶段需要进行耐热性试验，即在设计温度和热流密度条件下，对部件加热的时间不短于设计时长，然后考核其在高温环境下的强度、刚度等，或者测试其极限寿命、破坏时长。目前国内外全自动燃油燃烧器尽管品牌、规格繁多，但其结构原理及功能基本相同，主要用于锅炉、窑炉等场合的加热。燃烧器知名品牌有德国威索、英国力威等。经分析论证，现有的传统燃油燃烧器不适用于大中型(尺度在数十厘米～数米量级)热端部件的耐热性试验，主要原因有以下两点：(1)传统燃油燃烧器产生的通常为柱形火焰，火焰不同位置温度不同，即使同一平面，内外层火焰温度也存在较大差异，难以对大型部件的不同位置进行均匀加热。(2)传统燃油燃烧器的火焰直径(燃烧头口径)大致与功率成正比。以德国威索燃烧器为例，其大型燃烧器的燃烧头口径可以达到约一米，但其功率高达18MW，热流密度过大，能耗惊人。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术的目的是提供一种火源面积较大、且火焰不同位置温度较均匀且能耗相对较低的燃烧试验设备。(二)技术方案为实现上述目的，本技术提供了一种燃烧试验设备，该设备包括外筒以及设置在所述外筒内、并与所述外筒限定形成环形进气腔的内筒，所述环形进气腔与所述内筒的进气端连通；所述内筒的进气端处插入有一级进气管，所述一级进气管内设有一级喷油管；在所述内筒的内部、并位于所述一级进气管的上方设有二级喷油管；在所述环形进气腔内、并靠近所述内筒的排气端处设有二级进气管，所述二级进气管沿所述内筒的外壁周向延伸，所述二级进气管上设有多个排气孔。优选的，所述内筒的内径由进气端至排气端逐渐增大。优选的，所述排气孔朝向所述内筒设置。优选的，在气体流动的方向上，插入到所述内筒的进气端的部分所述一级进气管的内径逐渐增大。优选的，所述外筒的进气端通过第一环形挡板与所述一级进气管的外壁连接，所述第一环形挡板与所述内筒的进气端之间具有间隙。优选的，所述内筒的排气端通过第二环形挡板与所述外筒连接。优选的，所述内筒的中部通过第三环形挡板与所述外筒连接，在所述第三环形挡板上、并靠近所述内筒的外壁处开设有多个通气孔，多个通气孔沿所述第三环形挡板的周向排布。优选的，所述二级喷油管靠近所述内筒的内壁设置。优选的，所述二级喷油管为整体呈螺旋形的结构，所述二级喷油管上设有多个燃油雾化孔。优选的，所述二级喷油管上的燃油雾化孔朝向所述内筒的进气端。(三)有益效果本技术提供的一种燃烧试验设备，包括外筒以及设置在外筒内、并与外筒限定形成环形进气腔的内筒，通过设置在内筒进气端的一级喷油管和一级进气管，形成主要分布于内筒中央的火焰；环形进气腔与内筒的进气端连通，以此使环形进气腔中的二级进气管喷出的气体沿着内筒的外壁向下流动而进入到内筒中，另外再通过一级进气管与内筒的进气端之间形成的环形通道的导流作用，使上述气流再沿着内筒的内壁向上流动，最终与二级喷油管喷出的燃料混合燃烧，这样不仅能够在内筒的边缘区域也形成火焰，而且气流在沿着内筒的外壁和内壁流动的过程中，会被内筒加热升温，因此还能保持二级喷油管喷出的燃料能够充分燃烧，以此在外筒的排气端处形成均匀分布的火焰，从而对被试验材料形成均匀的加热。附图说明图1是本技术实施例的一种燃烧试验设备的外部视图。图2是本技术实施例的一种燃烧试验设备的剖视图一。图3是本技术实施例的一种燃烧试验设备的剖视图二。附图标记：1、外筒；11、第一环形挡板；12、第二环形挡板；13、第三环形挡板；14、支架结构；2、内筒；3、一级进气管；4、一级喷油管；5、二级进气管；6、二级喷油管。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。结合图1至图3所示，本技术实施例提供的一种燃烧试验设备，包括外筒1、内筒2、一级进气管3、二级进气管5、一级进油管以及二级喷油管。外筒1可以为圆筒状结构，可通过支架结构14竖直站立设置，下端为进气端，上端为排气端。内筒2设置在外筒1的内部，可以与外筒1同轴心设置，内筒2与外筒1之间限定形成的空间构成为环形进气腔，环形进气腔与内筒2的进气端连通，即环形进气腔中的气体可由内筒2的进气端进入到内筒2中。二级进气管5设置在环形进气腔内、并靠近内筒2的排气端处，二级进气管5沿内筒2的外壁周向延伸，二级进气管5上设有多个排气孔，用于向环形进气腔内注入气体；一级进气管3的排气端插设于内筒2的进气端，插入到内筒2的部分一级进气管3可以是与内筒2同轴心设置；一级喷油管4设置在一级进气管3内，一级喷油管4的燃油雾化孔大致处在内筒2的进气端处，该一级喷油管4的燃油雾化孔通常还具有点火器，用于使一级喷油管4内喷出的燃料与一级进气管3排出的气体在内筒2中发生燃烧反应；二级喷油管设置在内筒2的内部、并位于一级进气管3的上方，二级喷油管6优选为整体呈螺旋形的结构，且二级喷油管6上设有多个燃油雾化孔，以使燃料充分与气流混合，而且，二级喷油管6靠近优选为靠近内筒2的内壁设置，这样二级喷油管6喷出的燃料气体所处的区域更能够与沿着内筒2的内壁向上流动的气流的位置相对应，在内筒的内壁附近燃烧；当然，二级喷油管6也可以是分布于内筒2的整个横截面上，而仅在靠近内筒的内部处开设多个燃油雾化孔，这样也可以主要将燃料喷射在内筒的内壁附近，而位于内筒中央区域的部分二级喷油管6则用于使受热，更有利于其内部燃料的蒸发、雾化；二级喷油管6上的燃油雾化孔朝向内筒2的进气端，这样可以与一级喷油管4形成的火焰气体和来自二级进气管5的气体形成对流，以提升混合效果，二级喷油管6喷出的燃料被一级喷油管4喷出的火焰点燃，并主要与来自环形进气腔内的气体发生燃烧反应。在进行燃烧试验时，一方面，一级进油管喷出的燃料与其周围由一级进气管3喷出来的气体发生燃烧反应，在内筒2内形成燃烧火焰，但毕竟由一级喷油管4喷出的燃料多集中在内筒2的中央，所以一级喷油管4所形成的火焰也主要集中在内筒2的中央，该一级喷油管4所形成的火焰还可以经过旋流，减速网等结构，使火焰集中问题得以改善，扩大火焰范围。另一方面，二级进气管5喷出的气体在进入环形进气腔后，使环形进气腔内的气压升高，而由于环形进气腔还通过内筒2的进气端与内筒2的内部空间连通，所以环形进气腔中的高压气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧试验设备，其特征在于，包括外筒以及设置在所述外筒内、并与所述外筒限定形成环形进气腔的内筒，所述环形进气腔与所述内筒的进气端连通；所述内筒的进气端处插入有一级进气管，所述一级进气管内设有一级喷油管；在所述内筒的内部、并位于所述一级进气管的上方设有二级喷油管；在所述环形进气腔内、并靠近所述内筒的排气端处设有二级进气管，所述二级进气管沿所述内筒的外壁周向延伸，所述二级进气管上设有多个排气孔。

【技术特征摘要】
1.一种燃烧试验设备，其特征在于，包括外筒以及设置在所述外筒内、并与所述外筒限定形成环形进气腔的内筒，所述环形进气腔与所述内筒的进气端连通；所述内筒的进气端处插入有一级进气管，所述一级进气管内设有一级喷油管；在所述内筒的内部、并位于所述一级进气管的上方设有二级喷油管；在所述环形进气腔内、并靠近所述内筒的排气端处设有二级进气管，所述二级进气管沿所述内筒的外壁周向延伸，所述二级进气管上设有多个排气孔。2.根据权利要求1所述的燃烧试验设备，其特征在于，所述内筒的内径由进气端至排气端逐渐增大。3.根据权利要求2所述的燃烧试验设备，其特征在于，所述排气孔朝向所述内筒设置。4.根据权利要求2所述的燃烧试验设备，其特征在于，在气体流动的方向上，插入到所述内筒的进气端的部分所述一级进气管的内径逐渐增大。5.根据权利要求1所述的燃烧试验设...

【专利技术属性】
技术研发人员：方祥军，韩鹰，孙文龙，王亚妹，吴中野，任鹏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：北京,11