【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境试验，具体涉及一种在线调控燃烧环境的试验装置及调控方法。
技术介绍
1、对于某特定型号的发动机产品，对其进行性能评估时，需要在特定梯度氧气含量(占比包括12％、14％、15％、17％、19％、20％、21％、22％、24％)的条件下开展环境试验。
2、国内某电力科学研究院开发了一种能够调节气体环境的燃烧箱(文献cn113588864a)，通过箱体设计，可实现较为封闭的燃烧环境，其顶部为排气口，采用从下至上注入氮气和氧气的混合气体，在燃烧试验前，可全方位置换箱体内气体，使燃烧箱内的气体环境符合试验要求，该方案中，其燃烧所需气体比例通过氮气瓶和氧气瓶进行供应。然而，如果将其用于供应发动机试验所需气体，在持续开展试验的情况下，常规氮气瓶和氧气瓶内储存的高压气体只能够在短时间(不到一小时)内满足气体供应要求，且无法保证试验箱内气体的均匀性(因为进入箱内的单一气体很可能在未充分混合之前就直接被吸入利用)，导致相关试验无法顺利进行，即使配置多套气瓶，也需要定期连接不同的气瓶，非常麻烦，且就其本质而言，其能够实现的仅仅是非持续性试验。
3、现有技术中，文献cn108169407a公开了一种可控气体环境、边墙结构的竖向燃烧特性实验装置，包括实验台、分析控制柜、可燃气体储气瓶组和真空泵，所述实验台包括燃烧腔室、可变边墙结构的固定装置、气体均匀装置、热流传感器、线性点火装置、烟气收集装置，该方案依然采用了可燃气体储气瓶组供应所需气体，不利于持续开展燃烧试验。
4、更关键地是，现有能够调节燃烧环境
技术实现思路
1、至少为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术目的在于提供一种在线调控燃烧环境的试验装置及调控方法。
2、本专利技术采用了如下技术方案。
3、一种在线调控燃烧环境的试验装置，包括试验箱，在试验箱上设置有泄压孔，在试验箱内腔设置有样品放置架，试验箱内的气体能够被吸入发动机样品的燃烧室内；设置在试验箱内的排气管一端连接发动机样品排气口、另一端延伸至试验箱外，发动机样品工作时产生的尾气通过排气管独立排至试验箱外；试验箱的进气口连接空气供应系统，该空气供应系统至少用于调控进入试验箱内的气体中的氧气浓度。
4、本专利技术中，所述的空气供应系统包括空压机，空压机的气体出口连接刚性管道，在刚性管道内设置有若干个间隔布置的水帘/水膜，进入刚性管道内的气体依序穿过所有水帘/水膜后继续向前流动，刚性管道连接蒸发器，蒸发器连接加热管，从刚性管道流出的气体通过蒸发器除湿后进入加热管内升温至目标温度，加热管通过柔性管道连接试验箱，加热管内设置有氧气浓度传感器。
5、为了能够更高效的调控燃烧环境，在刚性管道顶部设置有若干个扁孔喷嘴，扁孔喷嘴的喷孔位于刚性管道内腔且向下布置，通过扁孔喷嘴喷出的水膜直径不小于刚性管道内腔直径，每个扁孔喷嘴的供水管上设置有控制阀。
6、为了能够更顺利的调控燃烧环境，在其中一种方案中，扁孔喷嘴斜向下且朝向进气侧布置，以使扁孔喷嘴喷出的水膜与竖直面呈8-12°的夹角。
7、在另一种方案中，在刚性管道内且位于扁孔喷嘴附近设置有纱布，扁孔喷嘴喷出的水顺着纱布向下流动形成水帘。
8、作为优选方案，相邻水帘/水膜的间距不小于200mm。
9、作为优选方案，沿着刚性管道的低点设置有轴向布置的条形凹槽，刚性管道内的水通过条形凹槽排出。
10、进一步地，在末级水帘/水膜内侧设置有氧气供应管，氧气供应管外接纯氧供应系统，氧气供应管的喷孔朝向进气侧布置，氧气供应管上设置有控制阀。
11、一种采用前述试验装置的燃烧环境调控方法，步骤包括：
12、步骤1，将发动机样品放置在样品放置架上，关闭试验箱的箱门，打开泄压孔；
13、步骤2，开启空气供应系统，使经过空气供应系统处理后的气体进入试验箱内；
14、步骤3，检测流经加热管内的气体中的氧气浓度m；
15、步骤4，当所测氧气浓度m高于设定值m0时，分批次开启供水管上的控制阀，并在每次开启控制阀的两分钟之后，检测流经加热管内的气体中的氧气浓度m，直到所测氧气浓度m等于设定值m0。
16、一种采用前述试验装置的燃烧环境调控方法，步骤包括：
17、步骤11，将发动机样品放置在样品放置架上，关闭试验箱的箱门，打开泄压孔；
18、步骤12，开启空气供应系统，使经过空气供应系统处理后的气体进入试验箱内；
19、步骤13，检测流经加热管内的气体中的氧气浓度m；
20、步骤14，当所测氧气浓度m低于设定值m0时，分批次关闭供水管上的控制阀，并在每次关闭控制阀的两分钟之后，检测流经加热管内的气体中的氧气浓度m，直到所测氧气浓度m等于设定值m0；
21、步骤15，如果氧气浓度设定值m0大于空气中氧气比重，则直接关闭供水管上的所有控制阀，同时关闭蒸发器，并逐挡开启氧气供应管上的控制阀，直到所测氧气浓度m等于设定值m0。
22、有益效果：采用本专利技术的方案，不仅能够在满足大耗气量要求的情况下精确、快速调控试验箱内燃烧环境，燃烧环境中的氧含量调控梯度能够精确到30～50ml，完全满足试验所需氧气含量占比变量为1％的调控要求，而且能够保证进入燃烧空间的气体成分均匀性和占比符合要求，还能够持续开展环境试验。此外，该试验装置主要采用了空气作为气源，大幅简化了操作工序，降低了试验所需成本和操作难度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种在线调控燃烧环境的试验装置，包括试验箱，在试验箱上设置有泄压孔，在试验箱内腔设置有样品放置架，其特征在于：试验箱内的气体能够被吸入发动机样品的燃烧室内；设置在试验箱内的排气管一端连接发动机样品排气口、另一端延伸至试验箱外，发动机样品工作时产生的尾气通过排气管独立排至试验箱外；试验箱的进气口连接空气供应系统，该空气供应系统至少用于调控进入试验箱内的气体中的氧气浓度。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的空气供应系统包括空压机，空压机的气体出口连接刚性管道，在刚性管道内设置有若干个间隔布置的水帘/水膜，进入刚性管道内的气体依序穿过所有水帘/水膜后继续向前流动，刚性管道连接蒸发器，蒸发器连接加热管，从刚性管道流出的气体通过蒸发器除湿后进入加热管内升温至目标温度，加热管通过柔性管道连接试验箱，加热管内设置有氧气浓度传感器。
3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：在刚性管道顶部设置有若干个扁孔喷嘴，扁孔喷嘴的喷孔位于刚性管道内腔且向下布置，通过扁孔喷嘴喷出的水膜直径不小于刚性管道内腔直径，每个扁孔喷嘴的供水管上设置有控制阀。
<...【技术特征摘要】
1.一种在线调控燃烧环境的试验装置，包括试验箱，在试验箱上设置有泄压孔，在试验箱内腔设置有样品放置架，其特征在于：试验箱内的气体能够被吸入发动机样品的燃烧室内；设置在试验箱内的排气管一端连接发动机样品排气口、另一端延伸至试验箱外，发动机样品工作时产生的尾气通过排气管独立排至试验箱外；试验箱的进气口连接空气供应系统，该空气供应系统至少用于调控进入试验箱内的气体中的氧气浓度。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述的空气供应系统包括空压机，空压机的气体出口连接刚性管道，在刚性管道内设置有若干个间隔布置的水帘/水膜，进入刚性管道内的气体依序穿过所有水帘/水膜后继续向前流动，刚性管道连接蒸发器，蒸发器连接加热管，从刚性管道流出的气体通过蒸发器除湿后进入加热管内升温至目标温度，加热管通过柔性管道连接试验箱，加热管内设置有氧气浓度传感器。
3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：在刚性管道顶部设置有若干个扁孔喷嘴，扁孔喷嘴的喷孔位于刚性管道内腔且向下布置，通过扁孔喷嘴喷出的水膜直径不小于刚性管道内腔...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鸿飞，李迪凡，向江涛，景超杰，刘聪，赵方超，陈星昊，杨昊雨，陈源，罗丹，杨万均，王晓辉，刘群，王艳艳，陈明亚，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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