[发明专利]一种能实现多重混合的可视化燃烧实验平台

说明书

本发明公开了一种能实现多重混合的可视化燃烧实验平台，包括燃料输入段、燃料混合段和点火燃烧段；燃料输入段包括密封套筒，在密封套筒外壁上部对称设有两个进气口；燃料混合段包括同轴设置的进气套筒和出口段，进气套筒沿中轴线插入密封套筒内部，在密封套筒内壁与进气套筒外壁之间形成环形通道，利用环形通道对气流进行初步混合；在进气套筒和出口段的中间段装有二次混合装置，通过二次混合装置对可燃气体进行二次混合；出口段的顶端与点火燃烧段连接；本发明通过设计的多重混合结构可用对进入燃烧试验平台的可燃气进行不同预混程度，提高燃烧性能。

技术领域

本发明属于燃烧特性研究装置，尤其是一种能实现多重混合的可视化燃烧实验平台。

背景技术

随着航空发动机和燃气轮机的发展，提高燃料利用率和降低污染物排放是湍流燃烧研究的重心。而在燃烧器中安装旋流叶片，通过加强湍流程度、燃气与空气均匀混合程度与产生燃烧器头部回流区，可以使燃烧器实现稳定燃烧性能的提升，并减少如NOx等污染物的排放。其中不同旋流结构对燃烧性能提升有巨大差别，迫切需要对其影响机制与结果开展精确的实验测量研究。国内在针对该方面实验研究上缺乏经验，缺少装配成熟且精确操控的燃烧实验平台；在基于课题组对于双旋流通道燃烧器的实验搭建经验与研究结果的反馈上，利用3D建模与湍流燃烧大涡模拟技术，科学的将多种旋流结构结合到单一燃烧实验平台中，实现旋流结构可拆卸可更换，可精确测试不同旋流结构下燃烧性能，达到国内外旋流燃烧平台的先进水平，对燃气轮机中旋流结构的设计、参数优化提供重要的理论指导。

因此亟需一种可对不同燃料进行多重混合的燃烧实验平台，改变以往可燃气体直接混合燃烧的方式。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提出了一种能实现多重混合的可视化燃烧实验平台，通过设计的多重混合结构可用对进入燃烧试验平台的可燃气进行不同预混程度，提高燃烧性能。

本发明所采用的技术方案如下：

一种能实现多重混合的可视化燃烧实验平台，包括燃料输入段、燃料混合段和点火燃烧段；所述燃料输入段包括密封套筒，在密封套筒外壁上部对称设有两个进气口；

燃料混合段包括同轴设置的进气套筒和出口段，进气套筒沿中轴线插入密封套筒内部，在密封套筒内壁与进气套筒外壁之间形成环形通道，利用环形通道对气流进行初步混合；在进气套筒和出口段的中间段装有二次混合装置，通过二次混合装置对可燃气体进行二次混合；出口段的顶端与点火燃烧段连接。

进一步，密封套筒的底部焊接在密封法兰上，密封法兰底部与支撑脚连接，通过支撑脚对整个装置起到固定支撑的作用。

进一步，所述二次混合装置包括叶片套筒，叶片套筒同轴设置在进气套筒和出口段内部；在叶片套筒的底部装有多孔板，在叶片套筒外壁沿周向均匀布置有叶片，叶片的外圈与叶片固定环固定连接，通过叶片固定环将二次混合装置固定安装在进气套筒和出口段内部。

进一步，叶片套筒上的叶片具有两种设计形式，分别是机翼型和平板型。

进一步，机翼型的叶片是在叶片套筒外壁面沿周向均匀设置翼型旋流叶片，翼型旋流叶片的安装角为30°。

进一步，平板型的叶片是在叶片套筒外壁面沿周向均匀设有板状旋流叶片；板状旋流叶片的安装角为30°。

进一步，出口段的上端为出口段法兰盘，在出口段法兰盘上装有石英玻璃管，石英玻璃管3罩在出口段法兰盘上；在石英玻璃管的顶端设有烟气锥罩；石英玻璃管中设有点火装置，用于对进入圆柱形石英玻璃管中的可燃气进行点火。

本发明的有益效果：

1、本发明所设计的燃烧试验台通过在可燃气体进入通道以及在进气套筒内的二次混合装置，内外套筒的嵌套式设计可得到更充分的预混效果，对可燃气体进行充分的混合，混合后的气体可以提高燃烧的性能。