[发明专利]多工况的金属液滴引燃实验装置

说明书

本发明公开了一种多工况的金属液滴引燃实验装置。该装置包括高压舱体、高频电磁加热炉、试样装填组件和底板加热保温组件，高压舱体内限定出高压舱室，高压舱体上设有向高压舱室注入气体的进气孔；高频电磁加热炉安装在高压舱体的侧壁上，高频电磁加热炉包括位于高压舱室上部的电磁悬浮加热炉线圈；试样装填组件包括直线运动模组，直线运动模组的一端用于盛放从第一操作孔送入的金属颗粒试样；底板加热保温组件可水平旋转地设置在保温箱内，底板加热保温组件用于放置从第二操作孔中送入的待引燃试件并对待引燃试件根据实验需求进行加热。本发明可以模拟不同种类的熔融状态金属在不同工况下引燃可燃材料。

技术领域

本发明涉及金属液滴引燃实验装置技术领域，尤其是涉及一种多工况的金属液滴引燃实验装置。

背景技术

近年来，由高温颗粒引发的火灾问题愈发严重。日常生活中，裸露的高压电线在大风的作用下相互碰撞、切割机和电焊机在工作状态下、烟花在距离建筑物较近的距离爆炸，其产生的高温颗粒都有可能引燃可燃材料，进而引发火灾。在航空器领域，高温金属熔融物是造成机身或发动机火灾蔓延及火势扩大的主要原因。

一直以来都有学者致力于上述高温颗粒引燃过程的研究。有学者曾研究电弧放电过程、金属切割打磨过程以及电焊过程中产生的高温金属颗粒的大小、温度及速度分布等物理特征；有学者曾研究过熔融状态的金属与平板撞击过程中的动力学和热力学问题；也有学者用加热后的固态金属颗粒研究其对典型可燃材料的引燃机理；还有学者通过激光点燃钛合金板来模拟熔融状态的钛液滴引燃钛合金机匣。但是由于在高温金属熔融物引燃过程中，熔融物的质量、温度、速度较难以控制，因此高温金属熔融物引燃过程并未有实验研究。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种多工况的金属液滴引燃实验装置，可以模拟不同种类的熔融状态金属在不同工况下引燃可燃材料。

根据本发明实施例的多工况的金属液滴引燃实验装置，包括：

高压舱体，所述高压舱体内限定出高压舱室，所述高压舱体上设有向所述高压舱室注入气体的进气孔、用于检测所述高压舱室中气体压强的压强计、第一操作孔和第二操作孔；

高频电磁加热炉，所述高频电磁加热炉安装在所述高压舱体的侧壁上，所述高频电磁加热炉包括位于所述高压舱室上部的电磁悬浮加热炉线圈；

试样装填组件，所述试样装填组件位于所述高压舱室中，所述试样装填组件包括直线运动模组，所述直线运动模组的一端用于盛放从所述第一操作孔送入的金属颗粒试样，所述直线运动模组的一端低于所述电磁悬浮加热炉线圈；所述直线运动模组可在第一位置和第二位置之间运动，所述直线运动模组运动至所述第一位置时，所述直线运动模组的一端位于所述电磁悬浮加热炉线圈的正下方，以便于所述直线运动模组的一端上的所述金属颗粒试样进行悬浮电磁加热而熔化成金属液滴，位于悬浮电磁加热处的所述金属液滴的温度能被实时测量并被反馈给所述高频电磁加热炉的温控组件；所述直线运动模组运动至所述第二位置时，所述直线运动模组的一端偏离所述电磁悬浮加热炉线圈的正下方，以便所述悬浮电磁加热处的所述金属液滴自由落下时不被所述直线运动模组阻挡；

保温箱，所述保温箱设置在所述高压舱室下部，所述保温箱的顶部设有通孔，以供所述金属液滴自由落下时从所述通孔中进入所述保温箱内；

底板加热保温组件，所述底板加热保温组件可水平旋转地设置在所述保温箱内，所述底板加热保温组件用于放置从所述第二操作孔中送入的待引燃试件并对所述待引燃试件根据实验需求进行加热；所述金属液滴自由落下进入所述保温箱后掉落在正在旋转或不旋转的所述待引燃试件上，以引燃所述待引燃试件；所述待引燃试件的引燃过程通过摄像机实时记录下来。

根据本发明实施例的多工况的金属液滴引燃实验装置，具有如下优点：