[发明专利]封闭式五自由度物件干扰的气体火焰观测设备

说明书

本发明公开了一种封闭式五自由度物件干扰的气体火焰观测设备，包括设置在反应器外壳内的干扰控制装置，干扰控制装置包括干扰位置控制组件和干扰角度控制组件；干扰位置控制组件包括设置在箱体内上部一水平导轨上的滑块，干扰角度控制组件包括转盘、沿其中心均匀分布的转盘槽及槽内滑块，滑块的下部通过铰链轴铰接有一转动轴，转动轴绕竖轴轴线的转动范围为90°；转盘与干扰位置控制组件连接，转动轴的自由端的运动为具有五自由度的复合运动。利用本发明可以在封闭环境下有效模拟出扰动物件以不同位置及角度对火焰的干扰情况，有效观测不同物件干扰条件下的气体燃烧火焰形态并丰富火焰形态、亮度的相关数据。本装置应安全可靠，便于拆装检修。

技术领域

本发明属于只用气体燃料的燃烧方法或设备领域，涉及一种具有将燃料喷射入燃烧室的喷射装置的燃烧设备。

背景技术

在化工领域，可燃气体燃烧、爆炸灾害往往会给人们带来巨大的生命、财产损失。在采矿业，我国每年因可燃气体燃烧、爆炸引发的事故造成的直接经济损失达到近2.3亿美元。日常生活中，因天然气管道泄露而造成的喷射火事故也时有发生。

在上述事故中，火焰的传播特性往往决定着事故的严重程度。而火焰的传播特性又受到其传播路径上干扰物件的影响。当火焰在传播过程中遇到障碍物的干扰之后，其火焰形态、火焰传播速度、所在流场以及自身超压都会受到影响而改变。在煤矿巷道中，一旦发生瓦斯爆炸事故，各种障碍物，如通风设备、机电设备、维护设备以及各种管道等都会使火焰失稳、加速，进而诱导激波甚至爆轰波，带来巨大的生命财产损失。因此，研究不同干扰下火焰的传播情况是很有必要的。

目前对火焰干扰的研究主要集中在平板障碍物、网状扰动物的干扰等方面，物件干扰方面的研究主要集中在物件的形状、位置以及放置方式对火焰传播的影响方面。其中，具体实验中对于扰动的选用尚比较有限，对于扰动物件方位、角度、放置方式等条件的设置严重受限于实验装备，所选用的方案并不能完全复现火灾中的复杂情况。目前的实验设备尚不能满足与实际情况对应的研究要求，为了更好地观测不同物件形状、位置、放置方式情形下受干扰的火焰状态，有效拓展相关实验量，丰富实验设计，对火场的复杂情况进行有效复现，有必要设计一套新的观测装置。

发明内容

就目前气体燃烧与物件干扰下火焰研究的需要，有必要设计一套新的实验装置，这套装置有以下几个要求，首先要实现封闭化，避免外界环境的影响，尽量减少对流对火焰形态的干扰；第二，这套装置要可以完成稳定的点火燃烧；第三，需要实现对火焰的多方位观测，扩大不同扰动条件下(包含扰动物件形状、方位、角度等扰动因素)的火焰形态、火焰亮度的数据量，同时要将火焰研究和烟气研究结合起来，充分发挥封闭式反应器的特点。这是本发明要解决的问题。针对上述现有技术，本发明提出一种封闭式五自由度物件干扰的气体火焰观测设备，它可以有效模拟出不同形状的扰动物件在不同位置，以不同角度对火焰的干扰情况，并实现封闭化的实验环境，有效观测物件干扰下的气体燃烧火焰形态，丰富被不同位置、形态的物件干扰时火焰形态、亮度的相关数据。本装置应安全可靠，便于拆装检修。