直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统及方法，涉及爆轰试验技术领域，能够直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰极限的影响，记录不同预混气在不同浓度、不同粒径雾化煤油的爆轰行为；该系统包括爆轰管和透明管，所述爆轰管与所述透明管连通；所述爆轰管与可燃预混气入口连接，且所述爆轰管处设有高压点火装置；所述透明管内设有若干雾化喷头，所述雾化喷头与煤油储罐连接，用于实现雾化煤油的喷注；所述透明管外设有纹影法观测装置，用于观测透明管内爆轰情况；喷注到所述透明管内的雾化煤油带有荷电，且所述透明管内设有电场装置，用于产生能够使雾化煤油保持悬浮的电场。本发明专利技术提供的技术方案适用于爆轰实验的过程中。实验的过程中。实验的过程中。

【技术实现步骤摘要】
直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统及方法


[0001]本专利技术涉及爆轰试验
，尤其涉及一种直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统及方法。

技术介绍

[0002]爆轰近似于等容燃烧，其化学反应剧烈，火焰传播速度高达上千米每秒，产生的爆轰波具有自持燃烧的特性，将爆轰用于推进有望大幅提高推进系统的性能，所以研究爆轰的传播机理具有重大现实意义。
[0003]爆轰波传播受边界条件影响，在远极限状态爆轰波能够以0.8V
CJ
以上的速度传播，在近极限状态，传播速度会突降。爆轰波波阵面包括入射波和马赫杆，横波穿过波阵面，与入射波、马赫杆交合形成三波点。爆轰波具有典型的胞状结构，爆轰波向前传播时，三波点在烟膜上会留下鱼鳞状的运动轨迹，称为胞格。现有研究表明胞格尺寸、爆轰极限是爆轰波的重要特征参量，可用于描述爆轰波传播特性。
[0004]相比于气态燃料，液态燃料具有高热值，便于储存，安全性好等优点，为了爆轰发动机的工程化应用，爆轰研究需要从单一的气相发展为气液两相，而现阶段还没有气液两相爆轰的相关研究。
[0005]因此，有必要研究一种直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统及方法，能够获得更好的气液混合效率，直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰极限的影响，记录不同预混气在不同浓度、不同粒径雾化煤油影响下的爆轰行为。
[0007]一方面，本专利技术提供一种直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统，其特征在于，所述系统包括爆轰管和透明管，所述爆轰管与所述透明管连通；
[0008]所述爆轰管与可燃预混气入口连接，且所述爆轰管处设有点火装置；
[0009]所述透明管内设有若干雾化喷头，所述雾化喷头与煤油储罐连接，用于实现雾化煤油的喷注；
[0010]所述透明管外设有纹影法观测装置，用于观测透明管内爆轰情况。
[0011]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述透明管为方形管。
[0012]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述纹影法观测装置包括平行光源、凹面镜、凸透镜、反射镜和摄像机；
[0013]所述凹面镜为两个，分设于所述透明管的两侧；所述平行光源与其中一个所述凹面镜光连接；另一个所述凹面镜、所述凸透镜、所述反射镜和所述摄像机依次成像连接。
[0014]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述凸透镜
和所述反射镜设于所述透明管的上方。
[0015]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，喷注到所述透明管内的雾化煤油带有荷电，且所述透明管内设有电场装置，用于产生能够使雾化煤油保持悬浮的电场；通过调整电场强度实现不同粒径的雾化煤油的悬浮；
[0016]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电场装置包括设于所述透明管内的电极板和与所述电极板连接的直流电源。
[0017]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述雾化喷头通过充电腔与所述煤油储罐连接；
[0018]所述充电腔内设有针状电极和铜环，所述针状电极和高压静电发生器连接，所述铜环接地；使用时，所述针状电极和所述铜环之间形成高压电场。
[0019]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述透明管内壁设有若干传感器，所述传感器与外部处理设备连接。所述传感器用于测量透明管内可燃预混气的压力，从而获知其浓度。
[0020]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述充电腔通过防静电软管与所述雾化喷头连接。
[0021]另一方面，本专利技术提供一种直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的方法，其特征在于，所述方法采用如上任一所述的系统来实现；所述方法的步骤包括：
[0022]S1、对爆轰管和透明管进行抽真空操作；
[0023]S2、使预混气进入所述爆轰管和所述透明管；
[0024]S3、将雾化煤油喷注到所述透明管内；
[0025]S4、通过点火装置进行打火操作，引燃可燃预混气；
[0026]S5、通过纹影法观测装置观测和记录所述透明管内的爆轰情况。
[0027]与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：该系统用于爆轰实验中，可测量近极限条件下不同可燃预混气加入不同粒径、不同浓度雾化煤油时的爆轰波传播速度、瞬间压力峰值并记录爆轰波结构；
[0028]上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：通过改变气体配比，结合气体稳定性，液态燃料煤油的燃烧特性，可得到不同条件下气液两相爆轰动力学参数及爆轰结构；
[0029]上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术可直接观测雾化煤油液滴对可燃预混气爆轰传播的影响，对于研究液态燃料爆轰发动机具有重要意义。
[0030]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0032]图1是本专利技术一个实施例提供的直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统结构示意图；
[0033]图2是本专利技术一个实施例提供的充电腔的剖视图；
[0034]图3是本专利技术一个实施例提供的矩形透明管的三维东南轴测图；
[0035]图4是本专利技术一个实施例提供的矩形透明管的三维西南轴测图。
[0036]其中，图中：
[0037]1、预混气入口；2、高压点火装置；3、爆轰管；4、法兰；5、矩形透明管；6、电极板；7、计算机；8、直流电源；9、煤油储罐；10、高压静电发生器；11、球形阀；12、充电腔；13、防静电软管；14、传感器；15、雾化喷头；16、平行光源；17、凹面镜；18、凸透镜；19、反射镜；20、高速摄像机；21、电极板连接孔；22、针状电极；23、铜环；24、雾化喷头安装孔；25、传感器安装孔。
具体实施方式
[0038]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。
[0039]应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统，其特征在于，所述系统包括爆轰管和透明管，所述爆轰管与所述透明管连通；所述爆轰管与可燃预混气入口连接，且所述爆轰管处设有点火装置；所述透明管内设有若干雾化喷头，所述雾化喷头与煤油储罐连接，用于实现雾化煤油的喷注；所述透明管外设有纹影法观测装置，用于观测透明管内爆轰情况。2.根据权利要求1所述的直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统，其特征在于，所述透明管为方形管。3.根据权利要求1或2所述的直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统，其特征在于，所述纹影法观测装置包括平行光源、凹面镜、凸透镜、反射镜和摄像机；所述凹面镜为两个，分设于所述透明管的两侧；所述平行光源与其中一个所述凹面镜光连接；另一个所述凹面镜、所述凸透镜、所述反射镜和所述摄像机依次成像连接。4.根据权利要求3所述的直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统，其特征在于，所述凸透镜和所述反射镜设于所述透明管的上方。5.根据权利要求1所述的直接观测雾化煤油对可燃预混气爆轰的管道系统，其特征在于，喷注到所述透明管内的雾化煤油带有荷电，且所述透明管内设有电场装置，用于产生能够使雾化煤油保持悬浮的电场。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵焕娟，刘克庆，周以宁，刘婧，高玉坤，黄志安，张英华，李红梅，董士铭，林敏，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：