高温多组分环境金属颗粒随流燃烧的模拟装置、使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置，包括上下连接的燃气通道段和燃气发生器；燃气通道段为上端封闭、下端敞口的中空壳体，由上到下包括等直段和扩张段；燃气发生器为一底部封闭的中空壳体，上部与燃气通道段的下端相连接，且内部相连通；燃气发生器内同轴套设有一药模，药模为一上部敞口的中空壳体，壳体内用于放置推进剂或者混有颗粒样本的推进剂。在燃气通道段的等直段的中部壳体上、且位于两个相对的侧面设置为玻璃窗口；在其中一玻璃窗口侧设置有高速相机。使用该模拟装置，颗粒样本可冷态喷注或热态燃面注入，其提供的高温多组分流动环境与发动机真实燃烧流场更加接近，可以观测金属颗粒随流点火燃烧过程。

Simulation device and application method of metal particle combustion with flow in high temperature and multicomponent environment

【技术实现步骤摘要】
高温多组分环境金属颗粒随流燃烧的模拟装置、使用方法
本专利技术属于金属颗粒随流燃烧
，具体涉及高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置、使用方法。
技术介绍
金属颗粒具有较高的体积能量密度，优秀的点火性能和燃烧性能，是一种理想的能量添加剂，广泛应用于航天推进领域。自上世纪50年代作为高能释热组分加入到固体推进剂配方以来，金属颗粒反应特性逐步受到研究者的关注。金属颗粒的点火、燃烧特性以及机理一直是推进技术研究的热点。由于研究侧重点不同，研究者们在设计实验方法时往往具有较大差别。当前颗粒研究的实验系统分类主要包括：同步热分析仪、平焰燃烧炉、定容燃烧器、丝线反应器、激光点火器、激波管、高温炉等。上述颗粒燃烧模拟装置多是基于静止条件，或者简单的流动条件，环境温度和压力与发动机火箭差别较大，对燃气环境的组分的模拟也相对简单，这使得研究环境与真实情况具有较大差别。对于固体火箭发动机和粉末火箭发动机，金属颗粒燃烧环境多为氧化剂分解产物、金属颗粒以及少量有机改性材料混合燃烧产生的高温、高压、多组分流动燃气。在金属颗粒研究过程中，现有的颗粒燃烧器尚无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置，其特征在于，包括上下连接的燃气通道段(2)和燃气发生器(15)；所述燃气通道段(2)为上端封闭、下端敞口的中空壳体，由上到下包括等直段和扩张段；所述燃气发生器(15)为一底部封闭的中空壳体，上部与所述燃气通道段(2)的下端相连接，且内部相连通；/n所述燃气发生器(15)内同轴套设有一药模(16)，所述药模(16)为一上部敞口的中空壳体，壳体内用于放置推进剂或者混有颗粒样本的推进剂，用于提供热态颗粒样本；在所述药模(16)的顶部设置有点火电阻丝(12)；/n在所述燃气发生器(15)底部壳体上开设有多个通孔，用于外部气源进入；/n在所述燃气通道段(2)的...

【技术特征摘要】
1.高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置，其特征在于，包括上下连接的燃气通道段(2)和燃气发生器(15)；所述燃气通道段(2)为上端封闭、下端敞口的中空壳体，由上到下包括等直段和扩张段；所述燃气发生器(15)为一底部封闭的中空壳体，上部与所述燃气通道段(2)的下端相连接，且内部相连通；
所述燃气发生器(15)内同轴套设有一药模(16)，所述药模(16)为一上部敞口的中空壳体，壳体内用于放置推进剂或者混有颗粒样本的推进剂，用于提供热态颗粒样本；在所述药模(16)的顶部设置有点火电阻丝(12)；
在所述燃气发生器(15)底部壳体上开设有多个通孔，用于外部气源进入；
在所述燃气通道段(2)的等直段的中部壳体上、且位于两个相对的侧面设置为玻璃窗口(3)；在其中一所述玻璃窗口(3)侧设置有高速相机(9)；
还包括一采集与控制电脑(14)，与所述高速相机(9)相连接，用于接收所述高速相机(9)的图片信息；还与点火电阻丝(12)相连接。


2.根据权利要求1所述的高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置，其特征在于，在所述燃气通道段(2)的等直段下部壳体上连接有一送样气缸(10)，所述送样气缸(10)与所述燃气通道段(2)的内部相连通，其内盛装有冷态颗粒样本，用于朝向燃气通道段(2)内注入冷态颗粒样本。


3.根据权利要求2所述的高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置，其特征在于，在所述燃气通道段(2)的等直段上部壳体上连接有一产物收集气缸(1)，用于粘附收集颗粒燃烧混合物。


4.根据权利要求1、2或3所述的高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置，其特征在于，在所述燃气发生器(15)内的上部设置有一水平状的挡药板(4)，所述挡药板(4)的侧面与所述燃气发生器(15)的内侧壁紧密贴合，在所述挡药板(4)上布设有多个轴向的燃气通孔，用于推进剂燃烧后的气体通过。


5.根据权利要求4所述的高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置，其特征在于，在所述挡药板(4)和药模(16)间、且位于所述药模(16)的正上方设置有一水平向扰流板(11)，所述扰流板(11)的纵向尺寸小于所述药模(16)开口。


6.根据权利要求5所述的高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置，其特征在于，在所述药模(16)与燃气发生器(15)间的空间内、且沿轴向间隔设置有多层相平行的水平向环形整流板(5)，各所述整流板(5)的内外侧面与对应的所述药模(16)或燃气发生器(15)的侧壁紧密贴合连接；各所述整流板(5)均布设有多个轴向的气体通孔。


7.根据权利要求6所述的高温多组分环境金属颗粒随流燃烧模拟装置，其特征在于，由下到上，所述多层整流板(5)的厚度依次由厚变薄，气体通孔分布密度逐渐增加...

【专利技术属性】
技术研发人员：李悦，胡颖，胡加明，郭宇，胡旭，胡春波，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61