[发明专利]自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量装置及方法

权利要求书

1.一种自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量方法，其利用自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量装置进行，其特征在于，测量装置包括：

空气源，其用于提供燃料燃烧所需要的空气；

液体燃料源，其用于提供燃料燃烧所需要的液体燃料；

管道燃烧器，其具有从燃料入口至燃料出口的横截面逐渐增大的阶梯形状的通道；以及，

混合器，其用于将所述空气和所述液体燃料混合并送至所述管道燃烧器的燃料入口；

还包括：红外加热器，所述红外加热器用于对所述管道燃烧器的外壁进行加热，有助于点火和稳定火焰，以减少从火焰到固壁的热损失；

测量方法包括：

通过改变红外加热器功率，入口流速和当量比条件，点火后平面火焰将自适应地稳定在管道不同位置处；

此时的平面火焰即具有不同初始温度可燃预混气的层流燃烧特征，以此获取层流燃烧速度；

入口处未燃混合气满足：

PV_inlet＝mRgT_inlet(1)

其中：P为压力，V_inlet为入口体积流量，m为质量流量，Rg为气体常数，T_inlet为入口未燃混合气初始温度；

火焰面前端未燃混合气被管道加热后满足：

PV_u＝mRgT_u(2)

其中：P为压力，V_u为火焰面前端未燃混合气体积流量，m为质量流量，Rg为气体常数，T_u为火焰面前端未燃混合气初始温度；

根据质量流量守恒，由(3)化简得(6)，根据层流燃烧速度定义，此时火焰面前端未燃混合气流速U_u即为层流燃烧速度S_u：

其中：A_inlet为管道入口截面面积，A_u为火焰面前端处管道截面面积，U_u为焰面前端未燃混合气流速U_u，S_u为层流燃烧速度S_u。

2.根据权利要求1所述的自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量方法，其特征在于，所述管道燃烧器的材质由蓝宝石制成。

3.根据权利要求1所述的自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量方法，其特征在于，所述空气源与所述混合器之间设置有质量流量计，所述质量流量计用于测量所述空气的流量。

4.根据权利要求3所述的自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量方法，其特征在于，还包括：控制模块，所述控制模块用于获取所述质量流量计的空气的流量数据。

5.根据权利要求1所述的自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量方法，其特征在于，所述液体燃料源与所述混合器之间设置有液体燃料泵，所述液体燃料泵用于加快液体燃料的输送。

6.根据权利要求1所述的自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量方法，其特征在于，还包括：相机，所述相机用于采集液体燃料燃烧时的图像信息。

7.根据权利要求1所述的自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量方法，其特征在于，还包括：激光器和探测器，所述激光器和探测器位于所述管道燃烧器的两侧。