影響射流出口形成真空的情況下,實現(xiàn)氮氣二級加速;
[0036]待充入氮氣一段時間后,向液氮存儲室注入液氮;液氮儲存室里的液氮會通過液氮吸入孔進入氮氣射流管內與壓縮氮氣混合,液氮汽化會帶走大量熱量;
[0037]燃燒產物通過燃燒產物入口進入預混區(qū);氮氣射流管內的負壓區(qū)把高溫燃氣引入氮氣射流管內;
[0038]位于氮氣射流管內的氣體為充滿高速、低壓的惰性氮氣,從高溫燃氣管道流入預混室的燃燒產物由于壓差一部分通過燃燒產物吸入孔進入射流管內與高速氮氣混合。
[0039]本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果:
[0040](一 )定容燃燒彈可以精確控制多種熱力學參數,可以準確重現(xiàn)各種條件下的燃燒,從而消除實際發(fā)動機的循環(huán)變動對取樣的影響。
[0041]( 二)可實現(xiàn)高溫燃燒產物的完全采樣。
[0042](三)在優(yōu)選方案中,采樣的同時淬熄高溫燃燒產物,保證采樣的氣體成分和各成分的量保持不變。
[0043](四)采用同步數據采集系統(tǒng)和單片機控制系統(tǒng)可精確控制氣體采集時刻,高溫燃燒產物的成分及各成分的量隨時間發(fā)生很大變化,通過采集不同時刻的燃燒產物分析其成分可反推其反應歷程。
【附圖說明】
:
[0044]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成示意圖,圖中,31代表第一電磁閥,32代表第二電磁閥,33代表第三電磁閥,34代表單片機控制系統(tǒng),35代表定容燃燒彈,36代表淬熄裝置,37代表氣袋或氣瓶,38代表氮氣鋼瓶,39代表第一流量計量閥,40代表第二流量計量閥,41代表第三流量計量閥,42代表同步數據采集系統(tǒng)。
[0045]圖2是單片機控制系統(tǒng)的示意圖。
[0046]圖3是實施例中同步數據采集系統(tǒng)得到的定容燃燒彈在某一工況條件下壓力P隨時間t的變化曲線。
[0047]圖4是本發(fā)明實施例中淬熄裝置結構的1/4剖面示意圖;圖中,I代表氮氣射流管,2代表液氮存儲室,3代表稀釋混合腔。
[0048]圖5是本發(fā)明實施例中壓縮氮氣射流管放大的全剖示意圖;圖中,4代表氮氣入口,5代表錐形漸縮區(qū),6代表射流區(qū),7代表射流區(qū)的緩沖段,8代表射流區(qū)的緩慢收縮段,9代表射流區(qū)的穩(wěn)壓段,10代表液氮吸入孔,11代表燃燒尾氣吸入孔,21代表位于氮氣射流管與稀釋混合腔連接處的外螺紋,23代表位于氮氣射流管與液氮存儲室連接處的外螺紋。
[0049]圖6為本發(fā)明實施例中稀釋混合腔的混合腔全剖示意圖;圖中,13代表預混室,14代表收縮室,15代表一級混合室,16代表擴散室,17代表二級混合室,18代表燃燒尾氣接入口,19代表燃燒尾氣入口,22位于稀釋混合腔預混室與外螺紋21配合的內螺紋。
【具體實施方式】
:
[0050]定容燃燒彈燃燒產物采集系統(tǒng),包括:
[0051]定容燃燒彈35,用于模擬燃料燃燒,包括進排氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng);定容燃燒彈的燃燒產物在高壓氮氣的驅使下,依次經過第二電磁閥、第二流量計量閥,進入淬息裝置的燃燒產物入口;
[0052]淬息裝置36 ;
[0053]第一電磁閥31,第一流量計量閥39,二者安裝在氮氣鋼瓶與淬熄裝置之間;第二電磁閥32,為高溫電磁閥;第二流量計量閥40 ;二者安裝在定容燃燒彈與淬熄裝置間;第三電磁閥33,為高壓電磁閥;第三流量計量閥41 ;二者安裝在氮氣鋼瓶與定容燃燒彈間;
[0054]氣袋或氣瓶37,收集淬息裝置最終排除的產物;
[0055]氮氣鋼瓶38,存儲液氮;氮氣鋼瓶輸出的氮氣分為二路;一路依次經過第三電磁閥、第三流量計量閥,進入定容燃燒彈;另一路依次經過第一電磁閥、第一流量計量閥,進入淬息裝置的壓縮氮氣入口;
[0056]同步數據采集系統(tǒng)42,NI DAQ-6251 ;由工控機、采集卡、電荷放大器、信號輸出線依次連接組成,信號輸出線連接于所述缸壓傳感器。
[0057]單片機控制系統(tǒng)34 ;所述單片機控制系統(tǒng)由單片機、驅動器和信號反饋系統(tǒng)構成,其中信號反饋系統(tǒng)包括缸壓傳感器和A/D模數轉換裝置;所述缸壓傳感器用于測定所述定容燃燒彈的壓力信號并傳輸給所述A/D模數轉換器;所述A/D模數轉換器用于將壓力信號轉化為數字信號并傳輸給所述單片機;所述單片機用于分析數字信號,并通過所述驅動器控制電磁閥。
[0058]同步數據采集系統(tǒng)和單片機控制系統(tǒng)控制電磁閥動作時刻。
[0059]燃燒產物從定容燃燒彈出來經第二流量計量閥和第二電磁閥控制的管路進入淬熄裝置;氮氣從氮氣鋼瓶出來經第一流量計量閥和第一電磁閥控制的管路進入淬熄裝置,燃燒產物和氮氣充分混合和淬熄后一起從淬熄裝置出口經管道流進氣袋或氣瓶;從氮氣鋼瓶出來的氮氣還有一路是經第二流量計量閥和第二電磁閥控制的管路流向定容燃燒彈。
[0060]所述淬息裝置,包括:氮氣射流管1、液氮存儲室2和稀釋混合腔3三部分。
[0061]所述的氮氣射流管沿氮氣流動方向包括:壓縮氮氣入口 4、錐形漸縮區(qū)5和射流區(qū)6 ;所述射流區(qū)包括:緩沖段7和一段收縮段8和氮氣出口穩(wěn)壓段9 ;緩沖段上有連通射流區(qū)與液氮存儲室的4個液氮吸入孔10,小孔直徑是此處緩沖段管徑的五分之一,此參數能夠更好的抽吸液氮蒸汽;穩(wěn)壓段上有12個燃燒產物吸入孔,燃燒產物吸入孔直徑與液氮吸入孔直徑相同。
[0062]所述稀釋混合腔包括:預混室13、收縮室14、一級混合室15、擴散室16和二級混合室17 ;預混區(qū)13包覆在射流區(qū)6外層,其左端與氮氣射流管密封連接,預混區(qū)管壁上有燃燒產物入口 19 ;一級混合室15與收縮室14連接,混合室的長度是直徑的2倍。
[0063]所述收縮室結束段與射流管的伸出端在同一橫截面,且收縮室的右端直徑大小是此處氮氣射流管端口直徑的2倍;裝置的管道內均涂覆聚四氟乙烯涂層,減少對燃燒產物的吸附作用。
[0064]氮氣射流管與稀釋混合腔通過螺紋21、22密封連接;所述液氮儲存室通過螺紋23安裝在氮氣射流管上,并通過四氟墊與稀釋混合腔密封。
[0065]在上述采集系統(tǒng)上實現(xiàn)的定容燃燒彈燃燒產物采集方法,包括如下步驟:
[0066](一 )準備工作:
[0067]通過定容燃燒彈加熱系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)等設定好要研宄的試驗工況條件I ( 一定的溫度、背壓和不同的噴油器等),先不采樣(電磁閥31,高溫電磁閥32,高壓電磁閥33均未開啟),讓定容燃燒彈燃燒一次,同步數據采集系統(tǒng)正常工作,得到容彈內壓力P隨時間t的變化曲線,根據容彈內壓力的變化規(guī)律來確定燃燒始點A和終點C,它們對應的時間分別是tjP 12,取A點和C點間任意一點B,B點對應時間為ti;
[0068]在采樣前,保證第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥和氮氣鋼瓶均未開啟,用真空泵將整個系統(tǒng)裝置抽真空,消除管道內殘留氣體對采樣氣體的影響;
[0069]( 二)采樣過程:
[0070]再次設定同樣的試驗工況條件I,打開氮氣鋼瓶;
[0071]利用單片機控制系統(tǒng)控制第一電磁閥在^時刻開啟,在采集燃燒產物之前氮氣已經向淬熄裝置中充入,保證在燃燒產物進入淬熄裝置時是低溫和低壓的環(huán)境,使采樣氣體迅速淬熄;
[0072]在\時刻單片機控制系統(tǒng)控制第二電磁閥開啟,開始對燃燒產物進行采樣,t 4寸刻根據試驗要求滿足t ^ t2;
[0073]t2時刻燃燒已經結束,隨著取樣持續(xù)進行,定容燃燒彈內壓力迅速下降,在t 2+Λ t時刻單片機控制系統(tǒng)控制第三電磁閥開啟,利用氮氣對殘留在容彈內的燃燒產物進行掃氣,使之全部進入氣袋或氣瓶,從而實現(xiàn)完全取樣;△ t的選擇依據具體試驗要求和條件(容彈容積