CN101719334A - 一种用于燃烧试验的液体燃料燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种用于燃烧试验的液体燃料燃烧装置，包括并排竖直设置的燃烧器壳体和浮子室，燃烧器壳体内从上往下依次设置有由多孔介质制成的上层盘和由多孔介质制成的下层盘，燃烧器壳体内竖直设置有灯管，灯管的上端依次穿过下层盘和上层盘伸出燃烧器壳体外，灯管的下端穿过燃烧器壳体底部，并与浮子室相通，灯管内设置有可在灯管内上下浮动的灯芯，浮子室的上面设置有与浮子室相通的油箱，浮子室内设置有浮子，燃烧器壳体底部设置有保护气入口。本发明能产生稳定的具有较好轴对称性的可调大小的层流扩散火焰，并能防止周围气流的干扰，保持火焰的稳定性，同时还能精确控制燃油的消耗量，用于燃烧过程的机理性研究和源代码的开发。

Description

一种用于燃烧试验的液体燃料燃烧装置

技术领域

本发明属于实验室设备技术领域，涉及一种试验室用的燃烧装置，特别涉及一种用于燃烧试验的液体燃料燃烧装置。

背景技术

对于燃烧过程的理解和认识离不开对燃烧过程的实时观测与诊断。光学可视化技术具有不干扰被测对象、测试精度高和时间响应快等特点，尤其是近年来随着激光和CCD技术的发展，可视化技术已经成为燃烧研究中的重要手段。光学可视化试验本身就是一个十分精密细致的过程，需要大量的前期工作来调试系统，验证其有效性，因此，在正式试验之前，都先在燃烧器上进行预备性试验。该燃烧器能产生稳定的层流扩散火焰，边界条件简单，可重复性好，用于在试验前调试测试系统，或者进行源代码开发的机理验证试验，是开展可视化研究必不可少的试验装置。

目前的燃烧器主要采用气体燃料，对液体燃料的燃烧器研究较少，主要问题在于无法控制燃油消耗量，火焰很难稳定在同一条件下，重复性差，再者，油灯类燃烧器的灯芯采用纤维材料，不规则的外形使火焰的轴对称性不好，且在燃烧过程中不断消耗，造成火焰不稳定，限制了液体燃料的燃烧过程研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于燃烧试验的液体燃料燃烧装置，用于教学和科研中对燃烧过程的机理性研究和源代码的开发，能产生轴对称性好且稳定的火焰，并能控制燃油的消耗量。

本发明所采用的技术方案是，一种用于燃烧试验的液体燃料燃烧装置，包括并排竖直设置的燃烧器壳体5和浮子室9，燃烧器壳体5内从上往下依次设置有由多孔介质制成的上层盘3和由多孔介质制成的下层盘4，燃烧器壳体5内竖直设置有灯管2，灯管2的上端依次穿过下层盘4和上层盘3伸出燃烧器壳体5外，灯管2的下端穿过燃烧器壳体5底部，并与浮子室9相通，灯管2内设置有灯芯1，浮子室9的上面设置有与浮子室9相通的油箱8，浮子室9内设置有浮子11，燃烧器壳体5底部设置有保护气入口6。

所述浮子室9的下面固接有可调节高度的浮子室支架12。

所述的燃烧器壳体5和浮子室9设置于电子天平13上。

所述灯芯1采用多孔介质的烧结金属制成。

所述灯芯1为圆柱体。

所述浮子11采用轴针式浮子。

所述上层盘3和下层盘4之间、下层盘和燃烧器壳体5底部之间均填充有玻璃珠。

所述玻璃珠的直径为2mm～6mm。

本发明燃烧装置采用可调节高度的浮子室，为灯芯提供燃油，能控制燃油蒸汽的消耗量，维持火焰的稳定性，采用多孔介质制作灯芯，使火焰具有好的轴对称性，同时，本装置还具有燃烧过程稳定、流量精确可控、火焰高度可调和试验重复性好等特点，可以广泛应用于液体燃料燃烧过程的教学和科研试验中，具有良好的应用前景和推广价值。

附图说明

附图是本发明燃烧装置一种实施例的结构示意图。

图中，1.金属灯芯，2.灯管，3.上层盘，4.下层盘，5.燃烧器壳体，6.保护气入口，7.燃烧器支架，8.油箱，9.浮子室，10.燃油，11.浮子，12.浮子室支架，13.电子天平，14.软管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如附图所示，本发明燃烧装置一种实施例的结构，包括并排设置的燃烧器支架7和浮子室支架12，浮子室支架12的高度可调整。

燃烧器支架7上竖直设置有筒形的燃烧器壳体5，燃烧器壳体5底部分别设置有一个通孔和两个保护气入口6，保护气入口6与火焰保护气体发生系统相通，燃烧器壳体5内从上往下依次设置有采用多孔介质制成的上层盘3和采用多孔介质制成的下层盘4，所说的多孔介质采用烧结金属、蜂窝陶瓷或毛毡；上层盘3和下层盘4上均设置有通孔，燃烧器壳体5内竖直设置有灯管2，灯管2的上端依次通过下层盘4上的通孔和上层盘3上的通孔，并从燃烧器壳体5的顶部伸出，灯管2的下端穿过燃烧器壳体5底部的通孔伸出燃烧器壳体5外，灯管2内设置有灯芯1。上层盘3和下层盘4之间填充有玻璃珠，下层盘4和燃烧器壳体5底部之间填充有玻璃珠。玻璃珠的直径为2～6mm。

浮子室支架12上竖直设置有筒形的浮子室9，浮子室9底部设置有出油口，该出油口通过软管14与灯管2的下端相通，浮子室9的上面设置有油箱8，油箱8通过泄油口与浮子室9相通，浮子室9内设置有浮子11，浮子11的一端位于该泄油口内，浮子11的另一端位于浮子室内。

燃烧器支架7和浮子室支架12并排设置于电子天平13上。

灯芯1为圆柱体，采用多孔介质的烧结金属制成，在工作过程中没有烧蚀现象。

油箱8、浮子室9、浮子11、浮子室支架12和软管14构成燃油供给系统。灯芯1、灯管2、燃烧器壳体5和燃烧器支架7构成火焰发生系统。

燃油10采用甲酯、柴油、正庚烷或异辛烷任何一种液体燃料。

浮子11采用轴针式浮子。

本装置采用轻质材料制成。

本发明燃烧装置的工作过程：

将燃油10注入油箱8，燃油10通过泄油口进入浮子室9，再由浮子室9的出油口流出，通过软管14进入灯管2内，为灯芯1提供燃料。当灯管2内燃油10液面的高度和浮子室9内燃油10液面的高度相同时，浮子11将泄油口封闭，燃油10不再进入浮子室9，此时，调整浮子室支架12的高度，使其满足试验所要求的高度，随着浮子室支架12高度的调整，浮子室9的高度随之变化，即可调节灯管2内燃油10液面的升降，控制灯芯1露出燃油10液面的长度，灯芯1露出燃油10液面的长度越大，产生的燃油蒸汽量越多，火焰高度随之增加。

灯芯1将液体燃油10转变为燃油蒸汽，点燃灯芯1，同时，开启保护气体发生系统，该系统产生保护气体，该保护气体通过保护气入口6进入燃烧器壳体5内，通过燃烧器壳体5内的玻璃珠、下层盘4和上层盘3整流，消除气流的脉动，形成均匀向上流动的保护气流包围火焰，维持火焰的稳定，使火焰不受周围气流扰动影响。在火焰燃烧过程中，浮子室9内的燃油10不断消耗，导致浮子室9内的燃油10液面下降，浮子11也随之降低，将泄油口打开，油箱8内的燃油10流入浮子室9。随着燃油10不断进入浮子室9，浮子11上升，再次密封泄油口，浮子室9内燃油10液面恢复原来位置，利用浮子室9可以维持燃油10液面始终处于一稳定状态。通过电子天平13监控燃油10的消耗量。

在本燃烧装置工作期间，可以维持灯芯1浸入燃油10的深度不变，进而控制燃油蒸汽的消耗量不变，维持火焰稳定。

本发明燃烧装置采用液体燃料，产生稳定的层流扩散火焰，该火焰具有较好的轴对称性，且大小可调，并能防止周围气流的干扰，保持火焰的稳定性，同时还能精确控制燃油的消耗量，用于燃烧过程的机理性研究和源代码的开发。

Claims (8)

1.一种用于燃烧试验的液体燃料燃烧装置，其特征在于，包括并排竖直设置的燃烧器壳体(5)和浮子室(9)，燃烧器壳体(5)内从上往下依次设置有由多孔介质制成的上层盘(3)和由多孔介质制成的下层盘(4)，燃烧器壳体(5)内竖直设置有灯管(2)，灯管(2)的上端依次穿过下层盘(4)和上层盘(3)伸出燃烧器壳体(5)外，灯管(2)的下端穿过燃烧器壳体(5)底部，并与浮子室(9)相通，灯管(2)内设置有灯芯(1)，浮子室(9)的上面设置有与浮子室(9)相通的油箱(8)，浮子室(9)内设置有浮子(11)，燃烧器壳体(5)底部设置有保护气入口(6)。

2.按照权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述浮子室(9)的下面固接有可调节高度的浮子室支架(12)。

3.按照权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述的燃烧器壳体(5)和浮子室(9)设置于电子天平(13)上。

4.按照权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述灯芯(1)采用多孔介质的烧结金属制成。

5.按照权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述灯芯(1)为圆柱体。

6.按照权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述浮子(11)采用轴针式浮子。

7.按照权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，所述上层盘(3)和下层盘(4)之间、下层盘和燃烧器壳体(5)底部之间均填充有玻璃珠。

8.按照权利要求7所述的燃烧装置，其特征在于，所述玻璃珠的直径为2mm～6mm。

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