[发明专利]一种适用光学诊断的预混气体旋流燃烧试验装置及方法

权利要求书

1.一种适用光学诊断的预混气体旋流燃烧试验装置，其特征在于，包括进气组件、燃烧室观测段和燃烧室延长段；其中，进气组件包括进气段(1)、过渡测量段(2)和冷却隔热段(3)；进气段头部盖板(101)通过螺丝与进气段(1)一端的进气段连接法兰(105)连接，两者之间设置第一四氟垫(601)；进气段(1)外周中部设置集气腔(103)，垂直于集气腔(103)的外壁设置两根供气管(102)；在集气腔(103)内的进气段(1)壁面上设置进气小孔(104)；进气段(1)另一端的进气段连接法兰(105)通过第二四氟垫(602)与过渡测量段(2)一端的过渡测量段连接法兰(202)连接；进气段(1)和过渡测量段(2)的内腔组成进气通道；并在进气通道内安装有旋流器(5)；过渡测量段(2)的两端外部各设置一个传感器安装座(201)；过渡测量段(2)另一端的过渡测量段连接法兰(202)通过第三四氟垫(603)与冷却隔热段(3)的水冷腔(303)连接；冷却隔热段(3)内部设置水冷腔(303)和环形通道出口(304)，垂直于水冷腔(303)的外壁分别设置进水管(301)和出水管(302)；冷却隔热段(3)的出口法兰上设置圆形石墨垫(701)。

2.根据权利要求1所述的适用光学诊断的预混气体旋流燃烧试验装置，其特征在于，所述进气通道内安装的旋流器(5)通过中心柱(403)支撑在冷却隔热段(3)内壁的水冷腔(303)处；中心柱(403)的中心柱尖端(401)固定在中心柱支撑盘(402)中心，中心柱支撑盘(402)安装在过渡测量段连接法兰(202)的凹台内部；中心柱端面(404)和环形通道出口(304)的端面齐平。

3.根据权利要求1所述的适用光学诊断的预混气体旋流燃烧试验装置，其特征在于，所述燃烧室观测段(9)的观测段基体框架(902)内通道为方形；观测段基体框架(902)的一侧与观测段头部连接板(901)相连，两者之间设置第一方形石墨垫(702)；观测段头部连接板(901)与冷却隔热段(3)之间通过法兰连接，观测段头部连接板(901)与法兰之间设置圆形石墨垫(701)；火花塞(8)安装在观测段头部连接板(901)上；观测段基体框架(902)的四个侧面都设置有石英玻璃窗，其中两侧的观察窗采用第一石英玻璃(903)，该窗口宽度与方形内通道宽度相同；第一石英玻璃(903)的凹台与观测段基体框架(902)之间设置第一矩形石墨垫(704)，观察窗盖板(904)与观测段基体框架(902)通过螺丝连接；观察窗盖板(904)与第一石英玻璃(903)之间也设置第一矩形石墨垫(704)；第二石英玻璃(905)比第一石英玻璃(903)宽度小，但长度相同；第二石英玻璃(905)的凹台与观测段基体框架(902)之间设置第二矩形石墨垫(705)；照射窗盖板(906)与观测段基体框架(902)通过螺丝连接；照射窗盖板(906)与第二石英玻璃(905)之间也设置第二矩形石墨垫(705)；观察段尾部连法兰(907)与观测段基体框架(902)通过螺丝连接，两者之间设置第一方形石墨垫(702)。

4.根据权利要求1所述的适用光学诊断的预混气体旋流燃烧试验装置，其特征在于，所述燃烧室延长段(10)包括两个压力传感器安装座(1002)，两个压力传感器安装座(1002)的对面侧的壁面上相同轴向位置是两个热电偶安装座(1003)；燃烧室延长段(10)设置不少于一个；燃烧室延长段(10)与燃烧室观测段(9)的连接、不同燃烧室延长段(10)之间的连接均通过燃烧室延长段连接法兰(1001)，且中间均设置第二方形石墨垫(703)。

5.一种权利要求1、2、3或4所述适用光学诊断的预混气体旋流燃烧试验装置的试验方法，其特征在于，燃料与空气的混合气通过进气段(1)进入圆形截面进气通道；混合气流经中心柱尖端(401)进入环形截面进气通道，再流经旋流器(5)产生旋流，从环形通道出口(304)出来以后喷入燃烧室观测段(9)内通道，由火花塞(8)点燃；燃烧产物从燃烧室观测段(9)流入燃烧室延长段(10)，再排出燃烧室；作为外部光源的激光片光透过第二石英玻璃(905)打在旋流火焰上，再利用光学探测设备从第一石英玻璃(903)进行火焰信息捕捉，从而实现预混旋流火焰的光学诊断。