[发明专利]一种微米级金属颗粒点火燃烧试验装置

权利要求书

1.一种微米级金属颗粒点火燃烧试验装置，其特征在于，所述装置包括：金属颗粒离散装置、供粉细管、高温燃气点火系统、观测系统和粒子取样装置；所述金属颗粒离散装置位于所述高温燃气点火系统下方，通过供粉细管与所述高温燃气点火系统连接；所述观测系统设置在所述高温燃气点火系统上方；粒子取样装置在所述高温燃气点火系统上方移动实现取样；

所述金属颗粒离散装置主要包括高压直流电源、正极板、负极板、正极板保护壳、负极板保护壳、电极板隔离圈以及流化气供应系统；正极板在下方，负极板在上方；电极板隔离圈安装在两个电极板之间；高压直流电源正、负极分别连接到正极板和负极板上；在负极板的中心处设置颗粒出口；电极板隔离圈侧壁上开有流化气入口；流化气供应系统通过流化气入口与正负极板之间的空间连通；正极板下方还安装有正极板保护壳，负极板上方还安装有负极板保护壳；在负极板保护壳上开有颗粒出口和供粉细管接口。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高温燃气点火系统主要由平面火焰炉、点火火花塞以及供气系统组成；

所述平面火焰炉的整体为圆柱状，主要包括炉盘、炉体、底座、进气接嘴、预混腔支架、钢珠、供粉细管保护管以及供粉细管密封帽；炉盘在炉体上方，底座在炉体下方；炉盘表面均匀布置有数个圆形通孔；炉体中设置有三个氧化剂和燃料混合区域，由下至上分别是预混腔、大钢珠区和小钢珠区；钢珠区由数个钢珠填充而成；大钢珠区和小钢珠区之间由不锈钢钢丝网隔离，所述钢丝网的孔径小于小钢珠区内钢珠的直径；大钢珠区和预混腔之间安装有钢珠支撑板，支撑板上设置有数个孔径小于大钢珠区内钢珠直径的通孔；预混腔内安装有预混腔支架；进气接嘴位于炉体下端壁面上，与预混腔连通；所述进气接嘴包括一个氧化剂进气接嘴和一个燃料进气接嘴，两个接嘴对称分布在炉体壁面上；供粉细管密封帽安装在平面火焰炉底座表面，供粉细管密封帽上开有一个通孔；供粉细管一端插入所述金属颗粒离散装置的供粉细管接口，一端从所述供粉细管密封帽的通孔插入，穿过炉体，从炉盘几何中心处的圆形通孔穿出；所述供粉细管保护管是不锈钢保护套管。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述观测系统主要包括装有长焦显微放大镜头的高速摄影仪，所述高速摄影仪置于所述平面火焰炉炉盘边缘的上方。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述粒子取样装置主要包括取样杆、金属块、压紧螺钉、调节垫块、导电双面胶；所述取样杆整体为长条形，取样杆上开有凹槽，调节垫块、金属块放置在所述凹槽内；金属块的两端各放置一块调节垫块；取样杆的一端开有螺孔，压紧螺钉从所述螺孔插入，与调节垫块接触；导电双面胶粘贴在金属块表面。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述负极板的中心处颗粒出口的直径为0.2～1.0mm；所述供粉细管的内径大于等于所述负极板中心处颗粒出口的直径；供粉细管密封帽上通孔的直径大于等于供粉细管的外径；所述炉盘几何中心处的通孔的直径大于等于供粉细管的外径。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述负极板的中心处颗粒出口的直径为0.5mm；所述供粉细管外径为1.6mm，内径为0.8mm；所述供粉细管密封帽上开有直径为1.8mm的通孔；炉盘几何中心处开直径为1.8mm的通孔。

7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述炉盘表面均匀布置有直径为0.3～0.5mm的通孔，相邻通孔之间的中心距离为0.5～1.0mm。

8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述正/负极板保护壳和电极板隔离圈均采用聚四氟乙烯材料；所述正极板和负极板的材料均为紫铜；所述供粉细管的材质为陶瓷；所述粒子取样装置中的金属块的材料为紫铜。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高温燃气点火系统采用甲烷和空气/氧气分别作为燃料和氧化剂。

10.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述大钢珠区内的钢珠直径为4mm，所述小钢珠区内的钢珠直径为2mm。