[发明专利]定容预混燃烧测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧测试装置，尤其涉及一种定容预混燃烧的测试装置。

背景技术

燃料(如氢气、甲烷、乙炔、汽油等)是社会发展的基石，是人类生产和生活中最重要的能量来源。了解各种燃料的预混燃烧特性对于如何更好地应用或控制燃烧至关重要。例如，在全面掌握燃料燃烧特性的基础上，控制和优化燃烧过程，可以提高内燃机动力性、燃料经济性，并控制污染物的排放。在上述预混燃料特性的研究中，初始时刻的化学当量比、初始压力、初始温度、混合气成分和湍流参数对燃烧过程的影响规律是研究的重点。

目前，在对预混燃烧过程的研究中，定容燃烧测试装置起到了重要的作用。研究人员通常使用定容燃烧测试装置研究燃料本身的燃烧特性，特别是可以使用高速数据采集系统和高速摄影机等仪器设备获取燃料燃烧的相关数据、图像等信息，以此来分析研究燃料在不同初始条件下的预混燃烧特性。但是，定容燃烧测试装置还存在很多亟待改进的技术问题。例如，在预混燃烧过程中，定容燃烧测试装置内部的压力会逐渐升高，从而改变了燃烧的初始条件；此外，燃烧放热后使定容装置内产生较高的压力，如果该燃烧压力在燃烧过程中无法及时得以释放，会给定容燃烧测试装置的安全性带来一定的影响。因此，如何能实现在封闭系统中剥离燃烧压力的影响成为了预混燃烧研究中的一个难点。

此外，湍流燃烧是自然界中燃料燃烧的主要形式，如何能够产生稳定可控的湍流燃烧环境是研究燃料的燃烧特性的重点。以往的定容燃烧装置主要以层流燃烧为主，个别湍流燃烧装置虽然能产生湍流，但湍流强度以及尺度都无法实现稳定控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种定容预混燃烧测试装置，其可以释放装置内的燃烧压力，不但可以有效地减小由燃烧压力对燃烧特性所带来的影响，还可以提高预混燃烧测试装置的安全性。

本发明提供了一种定容预混燃烧测试装置，该装置包括：

内腔体，用于进行预混燃烧，在该内腔体的腔壁上开设有排出燃烧压力的连通孔；

外腔体，其位于所述内腔体外部，用于支撑所述内腔体并吸纳自所述连通孔排出的燃烧压力，在所述外腔体的腔壁上开设有进排气口；

安装在内外腔体上用于连接内外腔体的固定件；

安装在内外腔体上用于观察预混燃烧的观察窗；以及

安装在所述外腔体并延伸到所述内腔体内部的点火电极。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：该定容预混燃烧测试装置具有内腔体和外腔体双层结构，且该内腔体和外腔体通过多个连通孔相连通。这样设计的预混燃烧的测试装置，利用内外腔结构，控制燃烧在内腔完成，火焰不传播到外腔，外腔体仅用于泄压，即，将预混气体在内腔体中燃烧时所产生的燃烧压力通过所述多个连通孔迅速地被释放至外腔体中，从而控制了燃烧终了的压力，保证了定容预混燃烧测试装置自身的安全性。

此外，本发明的燃烧测试装置还具有连接湍流营造系统的预留口，即不但可以组织层流燃烧，而且可以组织稳定可控的湍流燃烧，因此可以用于全面研究燃料的预混燃烧特性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为根据本发明一个优选实施例的定容预混燃烧测试装置的结构示意图；

图2为根据本发明一个优选实施例的用于测试湍流燃烧的定容预混燃烧测试装置的结构示意图；以及

图3为使用图2示出的燃烧测试装置的预混燃烧测试系统示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

首先，请参考图1，对本发明一个优选实施例的定容预混燃烧测试装置的结构进行具体说明。

具体地，所述定容预混燃烧测试装置(下文中简称为燃烧测试装置)包括内腔体1、外腔体2以及连通孔3。在本实施例中，所述内腔体1为球型腔体，该球型腔体的直径为100mm。由于球型腔体内部为全方位对称结构，因此可以消除腔体结构对火焰传播速度和火焰结构的影响。在其它的实施例中，内腔体还可以采取其它形式的对称结构，如柱型或正多面体腔体。