[发明专利]一种用于实验室快速压缩机的压缩终点温度调节方法

摘要

本发明公开了一种用于快速压缩机实验的压缩终点温度调节方法，包括：1)确定快速压缩机实验中可燃混合气的组分；2)确定燃烧室内可燃混合气的总压力为P，根据各气体体积分数算出对应分压Pi＝P*Xi；3)抽空混气罐后，按对应气体分压依次充入气体完成可燃混合气配置；4)对该可燃混合气完成一次压缩，记录下燃烧室内的压力变化；5)根据理想气体绝热公式计算得到本次实验的压缩终点温度Tc；6)将稀释气体中部分氩气替换为氮气，重复步骤3)‑5)，得到相较第一次更低的压缩终点温度。本发明在不改变现有实验装置结构的情况下，通过改变混合气中稀释气体成分改变压缩终点温度，从而有效拓宽实验工况范围。

主权项

1.一种用于实验室快速压缩机的压缩终点温度调节方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定快速压缩机实验中可燃混合气的组分，即确定燃料气体，氧气，稀释气体各自在总可燃混合气的体积分数X1，X2，X3；其中稀释气体为高纯度氩气和氮气，在第一次可燃混合气配置时，稀释气体为全氩气，氮气体积分数为0，之后在进行可燃混合气配置时，按照氩气在稀释气体中的占比从100％按10％递减至0％，向混气罐充入由高纯度氩气和氮气组成的混合气体，降低氩气在稀释气体中的体积分数，直至最后一次可燃混合气配置时，稀释气体为全氮气，氩气体积分数为0；2)确定燃烧室内可燃混合气的总压力为P，根据各气体体积分数算出对应分压Pi＝P*Xi，i＝1、2、3；3)使用真空泵抽空混气罐后，用压力表测量混气罐内压力，记录数值V0，充入燃料气体至压力表示数为V1，使得V1‑VO＝P*X1；4)充入高纯度氧气至压力表示数为V2，使得V2‑V1＝P*X2；5)充入高纯度氩气至压力表示数为V3，使得V3‑V2＝P*X3，至此完成第一次可燃混合气配置；6)使用快速压缩机对该可燃混合气完成一次压缩，并用压力传感器记录下燃烧室内的压力变化；7)根据理想气体绝热压缩公式计算得到本次实验的压缩终点温度Tc，具体实现方法如下：701)在物质热力学参数手册上查出燃料气体、氧气、氩气、氮气的比热容比分别为γ₁、γ₂、γ₃、γ₄；702)根据公式γ＝∑_iγ_iX_i计算得到可燃混合气的比热容比γ；703)使用温度计测量出实验前可燃混合气所在环境室温Ti；704)根据压力传感器记录数据得到燃烧室内可燃混合气在压缩前和压缩终点的压力分别为Pi和Pc；705)根据理想气体绝热压缩公式计算可燃混合气在当前条件下的压缩终点温度Tc；8)重复步骤3)‑4)，之后在进行每一次可燃混合气配置时，按照氩气在稀释气体中的占比从100％按10％递减至0％，向混气罐充入由高纯度氩气和氮气组成的混合气体，直至充入高纯度氮气至压力表示数为V3，使得V3‑V2＝P*X3，完成最后一次可燃混合气配置；9)在完成每一次可燃混合气配置后，均使用快速压缩机对该可燃混合气完成一次压缩，并用压力传感器记录下燃烧室内的压力变化；10)根据理想气体绝热压缩公式计算得到相较前次实验更低的压缩终点温度。