聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置制造方法
【專利摘要】聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，包括Rijke管、混合腔、熱源、燃燒器，所述的Rijke管的內(nèi)腔分為上腔室和下腔室，所述的上腔室的側(cè)壁設(shè)置視窗和傳感器接口；所述的熱源安裝在Rijke管的下腔室，所述的燃燒器安裝在熱源上方的下腔室的底座上，所述的燃燒器的燃燒頭伸入Rijke管的上腔室內(nèi)，且混合腔的出氣管通過氣體管路與所述的燃燒器的進氣管連通；所述的混合腔包括帶有蓋板的空腔、第一進氣管、第二進氣管和出氣管，所述的第一進氣管、第二進氣管以及出氣管均與所述的空腔連通。本實用新型的有益效果是：獲取燃燒工況下的壓力、溫度、紋影、陰影、污染物數(shù)據(jù)等的綜合試驗裝置，結(jié)構(gòu)合理、操作簡單和工作穩(wěn)定。
【專利說明】聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，特別適用于Rijke型外部激勵聲場作用下的火焰動力學(xué)與污染物排放測試實驗。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外適用于聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放研究的試驗臺，多數(shù)是通過外部激勵的方式實現(xiàn)在火焰中加入聲場的作用，其中使用到揚聲器作為聲場源，但由于揚聲器的存在，導(dǎo)致該聲場作用的波長不統(tǒng)一，產(chǎn)生的波形不單純，無法準(zhǔn)確實現(xiàn)一定波長和振幅下聲場對火焰的作用。
[0003]Rijke型熱聲振蕩裝置能提供大振幅聲場，為獲得火焰與非線性聲場相互作用行為創(chuàng)造了條件。Rijke型聲激勵裝置的發(fā)聲方式是通過熱聲轉(zhuǎn)化實現(xiàn)的，熱功率是原始的能量輸入方式，更容易獲得較大振蕩能量的聲場。根據(jù)Rijke管的聲學(xué)特性，聲腔處于共振狀態(tài)，是輸入能量和工質(zhì)的振蕩能量之間的轉(zhuǎn)化程度最大化。
[0004]在現(xiàn)有的聲場作用下擴散/預(yù)混火焰的研究中，無法做到火焰動力學(xué)與污染物排放同時測量，且較難實現(xiàn)火焰動力學(xué)參數(shù)與污染物排放參數(shù)之間的同步，現(xiàn)有實驗研究中也較少出現(xiàn)Rijke型熱聲振蕩裝置內(nèi)火焰狀態(tài)變化的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型針對目前的聲場作用下擴散/預(yù)混火焰的研究中無法做到火焰動力學(xué)與污染物排放同時測量，且較難實現(xiàn)火焰動力學(xué)參數(shù)與污染物排放參數(shù)之間的同步的問題，提出了一種結(jié)構(gòu)合理、操作簡單、測定結(jié)果準(zhǔn)確的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置。
[0006]本實用新型所述的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，其特征在于:包括Rijke管、混合腔、熱源、燃燒器，所述的Rijke管的內(nèi)腔分為上腔室和下腔室，所述的上腔室的側(cè)壁設(shè)置視窗和傳感器接口 ；所述的熱源安裝在所述的Rijke管的下腔室，所述的燃燒器安裝在所述的熱源上方的Rijke管下腔室的底座上，所述的燃燒器的燃燒頭伸入所述的Rijke管的上腔室內(nèi)，且所述的混合腔的出氣管通過氣體管路與所述的燃燒器的進氣管連通；所述的混合腔包括帶有蓋板的空腔、第一進氣管、第二進氣管和上述的出氣管，所述的第一進氣管、第二進氣管以及出氣管均與所述的空腔連通。
[0007]所述的第一進氣管通甲烷氣，所述的第二進氣管通空氣。
[0008]與所述的第一進氣管連接的位置設(shè)置第一氣體導(dǎo)流板。
[0009]與所述的第二進氣管連接的位置設(shè)置第二氣體導(dǎo)流板。
[0010]所述的第一氣體導(dǎo)流板與甲烷氣的進氣方向的夾角為20度；所述的第二氣體導(dǎo)流板與空氣的進氣方向的夾角為30度。
[0011]所述的Rijke管的兩個相對的側(cè)壁設(shè)置與軸線平行的視窗，所述的視窗包括視窗底座、視窗蓋板、石英玻璃，所述的視窗底座安裝在所述的Rijke管上，所述的石英玻璃夾在所述的視窗蓋板和所述的視窗底座之間，并且在所述的石英玻璃和所述的視窗蓋板、所述的石英玻璃和所述的視窗底座之間增設(shè)密封墊。
[0012]所述的Rijke管上設(shè)置兩個傳感器接口。
[0013]所述的傳感器接口與所述的視窗的對應(yīng)的Rijke管所對的圓心角為90度。
[0014]所述的甲烷和所述的空氣的混合體積比為1:10。
[0015]所述的熱源包括支架、雙層電熱絲和瓷套管，所述的支架包括帶有五個外伸手臂的支架和帶有通孔的絕緣條，所述的絕緣條沿所述的徑向固定在所述的外伸手臂上，所述的雙層電熱絲穿過所述的絕緣條的通孔逐條纏繞，形成熱源平面；所述的支架套入所述的瓷套管之后安裝在所述的Rijke管下腔室的底座上。
[0016]使用時，將甲烷和空氣按照比例分別通過第一進氣管和第二進氣管進行混合，在第一氣體導(dǎo)流板和第二氣體導(dǎo)流板的作用下，空氣和甲烷可以快速混合，然后混合后的混合氣經(jīng)混合腔的出氣管通入燃燒器中，此時燃燒器在熱源的作用下進行燃燒，使得處于Rijke管上腔室的氣體壓力發(fā)生變化，視窗中可以隨時觀測燃燒情況，而Rijke管側(cè)壁的傳感器接口中可以通過插接的傳感器實時采集的Rijke管內(nèi)的信息。
[0017]本實用新型的有益效果是:采用Rijke型熱聲振蕩裝置提供穩(wěn)定的1/2聲波聲場，可獲取燃燒工況下的壓力、溫度、紋影、陰影、污染物數(shù)據(jù)等的綜合試驗裝置，結(jié)構(gòu)合理、操作簡單和工作穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖(箭頭代表第一氣體和第二氣體的進入方向)。
[0019]圖2是本實用新型的混合腔的剖視圖。
[0020]圖3是本實用新型的混合腔的蓋板的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4是本實用新型的混合腔的俯視圖。
[0022]圖5是本實用新型的視窗的主視圖。
[0023]圖6是本實用新型的視窗的側(cè)視圖。
[0024]圖7是本實用新型的圖5的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖進一步說明本實用新型
[0026]參照附圖:
[0027]實施例1本實用新型所述的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，包括Rijke管1、混合腔2、熱源3、燃燒器4，所述的Rijke管I的內(nèi)腔分為上腔室11和下腔室12，所述的上腔室11的側(cè)壁設(shè)置視窗111和傳感器接口 112 ;所述的熱源3安裝在所述的Rijke管的下腔室，所述的燃燒器4安裝在所述的熱源3上方的Rijke管I下腔室12，所述的燃燒器4的燃燒頭伸入所述的Rijke管I的上腔室11內(nèi)，且所述的混合腔2的出氣管21通過氣體管路與所述的燃燒器4的進氣管連通；所述的混合腔2包括帶有蓋板221的空腔22、第一進氣管23、第二進氣管24和上述的出氣管21，所述的第一進氣管23、第二進氣管24以及出氣管21均與所述的空腔22連通。
[0028]所述的第一進氣管23通甲烷氣，所述的第二進氣管24通空氣。[0029]與所述的第一進氣管23連接的位置設(shè)置第一氣體導(dǎo)流板231。
[0030]與所述的第二進氣管24連接的位置設(shè)置第二氣體導(dǎo)流板241。
[0031]所述的第一氣體導(dǎo)流板231與甲烷氣的進氣方向的夾角為20度；所述的第二氣體導(dǎo)流板241與空氣的進氣方向的夾角為30度。
[0032]所述的熱源包括支架、雙層電熱絲和瓷套管，所述的支架包括帶有五個外伸手臂的支架和帶有通孔的絕緣條，所述的絕緣條沿所述的徑向固定在所述的外伸手臂上，所述的雙層電熱絲穿過所述的絕緣條的通孔逐條纏繞，形成熱源平面；所述的支架套入所述的瓷套管之后安裝在所述的Rijke管下腔室的底座上。
[0033]所述的Rijke管I的兩個相對的側(cè)壁設(shè)置與軸線平行的視窗111，所述的視窗111包括視窗底座1111、視窗蓋板1112、石英玻璃1113，所述的視窗底座1111安裝在所述的Rijke管I上，所述的石英玻璃1113夾在所述的視窗蓋板1112和所述的視窗底座1111之間，并且在所述的石英玻璃1113和所述的視窗蓋板1112、所述的石英玻璃1113和所述的視窗底座1111之間增設(shè)密封墊1114。
[0034]所述的Rijke管I上設(shè)置兩個傳感器接口 112。
[0035]所述的傳感器接口 112與所述的視窗111的對應(yīng)的Rijke管I所對的圓心角為90度。
[0036]所述的甲烷和所述的空氣的混合體積比為1:10。
[0037]使用時，將甲烷和空氣按照比例分別通過第一進氣管23和第二進氣管24進行混合，在第一氣體導(dǎo)流板231和第二氣體導(dǎo)流板241的作用下，空氣和甲烷可以快速混合，然后混合后的混合氣經(jīng)混合腔2的出氣管21通入燃燒器4中，此時燃燒器4在熱源3的作用下進行燃燒，使得處于Rijke管I上腔室11的氣體壓力發(fā)生變化，視窗111中可以隨時觀測燃燒情況，而Rijke管I側(cè)壁的傳感器接口 112中可以通過插接的傳感器實時采集的Rijke管I內(nèi)的信息。
[0038]實施例2本實施例與實施例1的結(jié)構(gòu)以及實施方式一致:具體的，所述的Rijke管管徑為150mm,管長為1.6m,視窗的高度為600mm ;熱源位于距Ri jke管的下端400mm處,燃燒器的燃燒口(火焰)位于距Rijke管上端400mm處。
[0039]本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對實用新型構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新型的保護范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，其特征在于:包括Rijke管、混合腔、熱源、燃燒器，所述的Rijke管的內(nèi)腔分為上腔室和下腔室，所述的上腔室的側(cè)壁設(shè)置視窗和傳感器接口 ；所述的熱源安裝在所述的Rijke管的下腔室，所述的燃燒器安裝在所述的熱源上方的Rijke管下腔室的底座上，所述的燃燒器的燃燒頭伸入所述的Rijke管的上腔室內(nèi)，且所述的混合腔的出氣管通過氣體管路與所述的燃燒器的進氣管連通；所述的混合腔包括帶有蓋板的空腔、第一進氣管、第二進氣管和上述的出氣管，所述的第一進氣管、第二進氣管以及出氣管均與所述的空腔連通。
2.如權(quán)利要求1所述的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，其特征在于:所述的第一進氣管通甲烷氣，所述的第二進氣管通空氣。
3.如權(quán)利要求2所述的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，其特征在于:與所述的第一進氣管連接的位置設(shè)置第一氣體導(dǎo)流板；與所述的第二進氣管連接的位置設(shè)置第二氣體導(dǎo)流板。
4.如權(quán)利要求3所述的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，其特征在于:第一氣體導(dǎo)流板與甲烷氣的進氣方向的夾角為20度；第二氣體導(dǎo)流板與空氣的進氣方向的夾角為30度。
5.如權(quán)利要求4所述的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，其特征在于:所述的Rijke管的兩個相對的側(cè)壁設(shè)置與軸線平行的視窗，所述的視窗包括視窗底座、視窗蓋板、石英玻璃，所述的視窗底座安裝在所述的Rijke管上，所述的石英玻璃夾在所述的視窗蓋板和所述的視窗底座之間，并且在所述的石英玻璃和所述的視窗蓋板、所述的石英玻璃和所述的視窗底座之間增設(shè)密封墊。
6.如權(quán)利要求5所述的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，其特征在于:所述的Rijke管上設(shè)置兩個傳感器接口。
7.如權(quán)利要求6所述的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，其特征在于:所述的傳感器接口與所述的視窗的對應(yīng)的Rijke管所對的圓心角為90度。
8.如權(quán)利要求7所述的聲場作用下火焰動力學(xué)與污染物排放實驗裝置，其特征在于:所述的熱源包括支架、雙層電熱絲和瓷套管，所述的支架包括帶有五個外伸手臂的支架和帶有通孔的絕緣條，絕緣條沿徑向固定在外伸手臂上，所述的雙層電熱絲穿過所述的絕緣條的通孔逐條纏繞，形成熱源平面；所述的支架套入所述的瓷套管之后安裝在所述的Rijke管下腔室的底座上。
【文檔編號】G01D21/02GK203629604SQ201320256311
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】鄧凱, 沈忠良, 李華, 盧冰, 鐘英杰 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)