一种可切换火焰模式的实验台及其操作方法技术

本发明专利技术公开了一种可切换火焰模式的实验台及其操作方法，其中，可切换火焰模式的实验台包括燃烧器、法兰顶、法兰底和位于法兰顶和法兰底中间的腔体、位于法兰顶上端的背压调节器和泄压口、位于腔体外表面上的K型热电偶和压力传感器以及位于腔体内部的电火花打火器，所述燃烧器和所述法兰底通过安装板可拆卸连接。在实验时，本发明专利技术能够通过拆卸和安装不同的燃烧器，达到切换火焰模式，从而观察不同火焰的燃烧特性的技术效果，仅需一个实验台，节约成本且操作简单。约成本且操作简单。约成本且操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种可切换火焰模式的实验台及其操作方法


[0001]本专利技术涉及一种可切换火焰模式的实验台及其操作方法。

技术介绍

[0002]层流火焰是一种比较稳定的火焰，实验室使用的本生灯燃烧得到的也近似于层流火焰，这种火焰封面光滑波动较小。湍流火焰的波形和传播速度与层流火焰不同，其特点是传播速度快且火焰的峰面不断抖动，同时与层流燃烧相比湍流燃烧的噪声较大。燃烧在我们日常生活中很常见，特别是对于内燃机、锅炉等燃烧设备，研究火焰燃烧的特性，有助于增加燃料的高效利用，降低能源的损耗，同时增加燃烧的效率，减少有害物质的排放对于生态环境的保护也有着很大的意义。另外，当今世界清洁能源使用的比例逐年上升，研究各种清洁能源的开发以及使用对当今工业生产有着重要的意义。
[0003]在燃料实际的使用过程中，常见的工业设备多为高温高压的条件，某些内燃机燃烧室内的压力可接近一百个大气压，火箭等燃烧室内的压力可达二百个大气压，在这种条件下，燃料燃烧的过程往往比较复杂，不是单一的燃烧类型。现有技术当中存在可以观察火焰的燃烧特性的实验台，但现有技术当中的实验台只能针对一种火焰进行实验，如果想要研究层流火焰和湍流火焰两种火焰，则需要使用两个不同的实验台，成本较高且操作起来十分麻烦。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
当中提到的在研究不同火焰类型时需要不同的实验台的技术问题，本专利技术提出了一种可切换火焰模式的实验台及其操作方法，具体方案如下：
[0005]一种可切换火焰模式的实验台，包括燃烧器、法兰顶、法兰底和位于法兰顶和法兰底中间的腔体、位于法兰顶上端的背压调节器和泄压口、位于腔体外表面上的K型热电偶和压力传感器以及位于腔体内部的电火花打火器，所述燃烧器和所述法兰底通过安装板可拆卸连接。
[0006]优选的，还包括蓝宝石窗口、泄压阀和高速摄像机，所述高速摄像机对准所述蓝宝石窗口。
[0007]优选的，所述燃烧器为层流燃烧器。
[0008]优选的，所述燃烧器为湍流燃烧器，所述湍流燃烧器包括位于上端的涡流发生装置。
[0009]优选的，所述燃烧器包括进料管道，所述进料管道上还设有质量流量计。
[0010]优选的，还包括变频器，所述燃烧器包括旋转筒、被动齿轮、转盘、主动齿轮和电机，所述旋转筒可转动地通过安装板与法兰底连接，所述变频器能够控制所述电机的转速，所述电机能够带动主动齿轮旋转，所述主动齿轮能够带动被动齿轮旋转，所述被动齿轮能够带动转盘旋转，所述转盘能够带动旋转筒旋转。
[0011]一种可切换火焰模式的实验台的操作方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1：根据想要观察的火焰类型将层流燃烧器或湍流燃烧器通过安装板安装在法兰底上；
[0013]步骤2：通入燃料和氧化剂，点燃火焰，通过高速摄像机观察火焰的燃烧过程；
[0014]步骤3：熄灭火焰，并通过泄压阀将腔体内的气体排尽；
[0015]步骤4：拆卸步骤1中安装好的燃烧器，将另一种燃烧器通过安装板安装在法兰底上；
[0016]步骤5：通入燃料和氧化剂，点燃火焰，通过高速摄像机观察火焰的燃烧过程，观察完毕后，熄灭火焰，并通过泄压阀将腔体内的气体排尽。
[0017]一种可切换火焰模式的实验台的操作方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1：将燃烧器通过安装板安装在法兰底上；
[0019]步骤2：通入燃料和氧化剂，点燃火焰，通过高速摄像机观察火焰的燃烧过程；
[0020]步骤3：通过控制变频器控制所述电机的转速，从而使所述旋转筒旋转；
[0021]步骤4：通过高速摄像机观察火焰的燃烧过程；
[0022]步骤5：熄灭火焰，并通过泄压阀将腔体内的气体排尽。
[0023]在实验时，本专利技术能够通过拆卸和安装不同的燃烧器，达到切换火焰模式，从而观察不同火焰的燃烧特性的技术效果，仅需一个实验台，节约成本且操作简单。
附图说明
[0024]图1是本专利技术一种可切换火焰模式的实验台的结构示意图；
[0025]图2是本专利技术一种可切换火焰模式的实验台的第一实施例的层流燃烧器的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术一种可切换火焰模式的实验台的第一实施例的湍流燃烧器的结构示意图；
[0027]图4是本专利技术一种可切换火焰模式的实验台的第一实施例的湍流燃烧器的俯视图；
[0028]图5是本专利技术一种可切换火焰模式的实验台的第二实施例的燃烧器的结构示意图；
[0029]图6是本专利技术一种可切换火焰模式的实验台的第二实施例的燃烧器的正视图。
[0030]图中：1
‑
背压调节器；2
‑
泄压阀；3
‑
法兰顶；4
‑
K型热电偶；5
‑
腔体；6
‑
电火花打火器；7
‑
高速摄像机；8
‑
压力传感器；9
‑
蓝宝石窗口；10
‑
法兰底；11
‑
燃烧器；12
‑
质量流量计；13
‑
安装板；14
‑
涡流发生装置；15
‑
湍流燃烧器；16
‑
被动齿轮；17
‑
电机；18
‑
转盘；19
‑
主动齿轮；20
‑
旋转筒；21
‑
变频器；22
‑
层流燃烧器。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]本专利技术公开了一种可切换火焰模式的实验台，包括燃烧器11、法兰顶3、法兰底10
和位于法兰顶3和法兰底10中间的腔体5、位于法兰顶3上端的背压调节器1和泄压阀2、位于腔体5外表面上的K型热电偶4和压力传感器8以及位于腔体5内部的电火花打火器6，其特征在于，所述燃烧器11和所述法兰底10通过安装板13可拆卸连接。
[0033]实验台最大可承受3.5MPa的压力，整体采用316不锈钢，安装板13上可更换不同的燃烧器11以实现不同的火焰类型，氧化剂与燃料通过不同的管路进入腔体5；可调节背压调节器1的设定值，控制腔体5内部的气体的排放，使实验的压力达到预设的压力值，并通过压力传感器8进行监控；本实验台采用的电火花打火器6利用续弧式电火花产生大能量的电火花，作为点燃燃料的点火源，其基本原理是高压击穿随后用低压脉冲续弧，能够减少点火过程中产生的能量对于火焰的影响。
[0034]在实验时，本专利技术能够通过拆卸和安装不同的燃烧器11，达到切换火焰模式，从而观察不同火焰的燃烧特性的技术效果，仅需一个实验台，节约成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可切换火焰模式的实验台，包括燃烧器、法兰顶、法兰底和位于法兰顶和法兰底中间的腔体、位于法兰顶上端的背压调节器和泄压口、位于腔体外表面上的K型热电偶和压力传感器以及位于腔体内部的电火花打火器，其特征在于，所述燃烧器和所述法兰底通过安装板可拆卸连接。2.如权利要求1所述的一种可切换火焰模式的实验台，其特征在于，还包括蓝宝石窗口、泄压阀和高速摄像机，所述高速摄像机对准所述蓝宝石窗口。3.如权利要求2所述的一种可切换火焰模式的实验台，其特征在于，所述燃烧器为层流燃烧器。4.如权利要求2所述的一种可切换火焰模式的实验台，其特征在于，所述燃烧器为湍流燃烧器，所述湍流燃烧器包括位于上端的涡流发生装置。5.如权利要求3或4所述的一种可切换火焰模式的实验台，其特征在于，所述燃烧器包括进料管道，所述进料管道上还设有质量流量计。6.如权利要求2所述的一种可切换火焰模式的实验台，其特征在于，还包括变频器，所述燃烧器包括旋转筒、被动齿轮、转盘、主动齿轮和电机，所述旋转筒可转动地通过安装板与法兰底连接，所述变频器能够控制所述电机的转速，所述电机能够带动主动齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：边会婷，匡一达，张忠，汤松臻，赵军，李静，张香成，张丽娟，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：