【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，属于液滴蒸发燃烧研究领域。
技术介绍
1、液体燃料的燃烧所释放的化学能是一种重要能源，被广泛应用于各种动力设备中，是各种内燃机重要的能量来源。发动机内燃料从喷嘴喷出后经一次破碎和二次破碎产生稠密的喷雾，液滴的蒸发直接影响燃料蒸汽的空间分布和可燃混合气的形成。液滴的蒸发速率和燃料蒸汽的空间分布在很大程度上控制着最终的能量释放速率和组分质量转换，最终决定了发动机的燃烧、燃油经济性和排放性能。为接近发动机内燃料液滴蒸发与燃烧的真实情况，过去很多研究都采用高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置进行模拟实验，观测燃料喷雾的蒸发燃烧过程；但现有的高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置试验过程为喷雾燃烧，喷雾燃烧实际上是大量液滴群的蒸发和燃烧，由于实际发动机缸内喷雾燃烧极其复杂；针对单个液滴来说，实际发动机缸内液滴处于较大的温度梯度，压力梯度和不均匀湍流的环境，液滴先蒸发后自燃；目前，针对单个液滴来说，各种实验都仅是在高温或高压或湍流环境下研究蒸发和燃烧，与实际发动机缸内环境相差甚远；实际发动机缸内液滴处于较大的温度梯度，压力梯度和不均匀湍流的环境，液滴先蒸发后自燃，以前的研究对液滴蒸发到燃烧结束整个过程的测量很少；
2、现有的高温高压环境下单个液滴蒸发燃烧试验装置无法获取到实际发动机缸内液滴的蒸发和燃烧过程数据。
技术实现思路
1、本公开实施例的目的在于克服现有技术中的不足，提供可获取液滴在发动机缸内液滴的蒸发和燃烧过程的高温高压环境下单个
2、为达到上述目的，本公开实施例是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本公开实施例提供高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，包括：
4、发动机模拟装置，包括：燃烧室和用于压缩所述燃烧室的活塞；
5、环境信号监测与控制系统，包括：用于控制活塞伸缩的电动机和设于所述燃烧室的传感器系统，所述传感器系统用于测量所述燃烧室的温度与压力；
6、设于所述发动机模拟装置内的液滴生成及悬挂系统，包括：坐标控制仪、悬挂装置、微量注射器和保护装置，所述悬挂装置在燃烧室内的一端设有多根悬挂丝，多根所述悬挂丝交叉形成液滴悬挂点；所述保护装置的入口与所述微量注射器连通，所述保护装置的出口对准所述液滴悬挂点；所述坐标控制仪与所述微量注射器传动连接，用于控制液滴的生成位置；
7、图像采集系统，用于获取所述燃烧室内图像；
8、控制装置，分别与所述传感器系统、所述坐标控制仪、所述图像采集系统和所述电动机电信号连接。
9、在第一方面的一些实施例中，所述传感器系统，包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器的探头与所述第二温度传感器的探头存在高度差；所述传感器系统还包括与所述燃烧室内壁齐平的压力传感器。
10、在第一方面的一些实施例中，
11、所述燃烧室包括位于所述液滴悬挂点侧面的缸套，所述缸套开设有位置对应的第一观察窗口和第二观察窗口；所述图像采集系统包括第一高速相机和背景光源，所述第一高速相机通过所述第二观察窗口获取所述燃烧室内图像，所述背景光源通过所述第一观察窗口为所述燃烧室提供背景光；
12、或/和，
13、所述活塞在接触所述燃烧室的一端设有轴向正对所述液滴悬挂点的第三观察窗口；所述图像采集系统包括第二高速相机，所述第二高速相机通过所述第三观察窗口获取所述燃烧室内图像。
14、在第一方面的一些实施例中，所述燃烧室包括隔板，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述压力传感器设于所述隔板；
15、所述悬挂装置和所述保护装置也设于所述隔板；
16、所述发动机模拟装置还包括可拆卸连接地盖设于所述隔板的缸盖，设于所述坐标控制仪和所述微量注射器设于所述缸盖内壁。
17、在第一方面的一些实施例中，所述控制装置包括相互电信号连接的第一计算机和第二计算机；所述环境信号监测与控制系统还包括与所述传感器系统电信号连接的ecu单元；
18、所述图像采集系统与所述第二计算机电信号连接，所述坐标控制仪与所述第二计算机电信号连接，所述ecu单元与所述第一计算机电信号连接，所述第一计算机还与所述电动机电信号连接。
19、在第一方面的一些实施例中，所述保护装置外壁涂抹耐高温隔热涂层。
20、第二方面，本公开实施例还提供第一方面任一项所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置的控制方法，由控制装置执行，包括，
21、获取燃烧室内图像；
22、响应于液滴与液滴悬挂点存在位置差，控制坐标控制仪调整微量注射器的位置；
23、响应于液滴与液滴悬挂点位置重合，驱动电动机进行压缩行程；
24、响应于温度与压力达到阈值，驱动电动机进行回退行程。
25、在第二方面的一些实施例中，响应于温度与压力达到阈值，包括，
26、根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度计算液滴悬挂点的理论温度。
27、与现有技术相比，本公开实施例所达到的有益效果：
28、本公开实施例提供的高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，微量注射器为燃烧室生成液滴，坐标控制仪精确控制微量注射器对准液滴悬挂点生成液滴，液滴悬挂点悬挂单个液滴便于蒸发、燃烧观察，控制装置通过图像采集系统和传感器系统控制坐标控制仪和电动机，通过电动机驱动活塞压缩燃烧室使液滴受压燃烧以模拟实际工况下发动机内单个液滴的状况；解决了传统液滴蒸发燃烧试验装置不能模拟发动机燃烧室内高温高压环境的问题；另外，本公开实施例提供的高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，作为一种试验平台，满足多种试验的实施，比如;背景纹影法、高速红外测温，激光诱导荧光技术等先进光学测试技术对液滴进行测试，获取火焰温度场，浓度场，碳烟的分布；
29、第一温度传感器和第二温度传感器获取燃烧室内不同位置的温度，与内壁齐平的压力传感器，其获取的压力更准确；
30、通过卸下隔板即可对传感器系统和液滴生成及悬挂系统检查维修，缸盖可拆卸便于微量注射器内油液的补充；
31、本公开实施例提供的高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置的控制方法，通过单个液滴与液滴悬挂点的位置差调整液滴的生成位置，提高液滴悬挂点的捕获液滴的精确度；通过液滴与液滴悬挂点位置重合和燃烧室温度与压力达到阈值的条件控制电动机的压缩和回退动作，模拟实际工况下单个液滴蒸发燃烧和燃烧室工作循环的对应关系，进而获取更符合实际工况下的单个液滴图像；
32、本公开实施例提供的电子终端和计算机可读存储介质具备与本公开实施例提供的高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置的控制方法相同的有益效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，其特征在于，所述传感器系统，包括第一温度传感器（201）和第二温度传感器（202），所述第一温度传感器（201）的探头所述与第二温度传感器（202）的存在高度差；所述传感器系统还包括与所述燃烧室（114）内壁齐平的压力传感器（203）。
3.根据权利要求2所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，其特征在于，所述燃烧室（114）包括隔板（107），所述第一温度传感器（201）、所述第二温度传感器（202）和所述压力传感器（203）设于所述隔板（107）；
4.根据权利要求2所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，其特征在于，所述控制装置包括相互电信号连接的第一计算机（5）和第二计算机（6）；所述环境信号监测与控制系统（2）还包括与所述传感器系统电信号连接的ECU单元（204）；
5.根据权利要求1所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，其特征在于，
6.根据权利要求1所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，
7.权利要求1至6任一项所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置的控制方法，由控制装置执行，其特征是，包括，
8.根据权利要求7所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置的控制方法，其特征是，响应于温度与压力达到阈值，包括，
...【技术特征摘要】
1.高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，其特征在于，所述传感器系统，包括第一温度传感器（201）和第二温度传感器（202），所述第一温度传感器（201）的探头所述与第二温度传感器（202）的存在高度差；所述传感器系统还包括与所述燃烧室（114）内壁齐平的压力传感器（203）。
3.根据权利要求2所述高温高压环境下液滴蒸发燃烧试验装置，其特征在于，所述燃烧室（114）包括隔板（107），所述第一温度传感器（201）、所述第二温度传感器（202）和所述压力传感器（203）设于所述隔板（107）；
4.根据权利要求2所述高温高压环境下...
【专利技术属性】
技术研发人员：王继刚，沈钰焜，李佳奇，相飞飞，施苏航，徐晶，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：
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