CN103292954B - 一种测量毫米量级圆管内爆震燃烧压力的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种测量毫米量级圆管内爆震燃烧压力的装置，包括爆震管、夹板、传感器安装座以及传感器；夹板将爆震管前侧固定支撑；传感器安装座安装在火焰形成爆震的位置；在管壁上开有通孔，管壁通孔与传感器安装座上的传感器安装孔同轴；当爆震管外径大于传感器测量端直径时，管壁通孔孔径与传感器测量端直径相同，且传感器测量端面与爆震管内壁平齐；当爆震管外径不大于传感器测量端直径时，则管壁通孔孔径小于传感器测量端直径，且传感器测量端面与透明爆震管内壁圆面相切。本发明中爆震管、夹板和传感器安装座的材料均使用有机玻璃，能够在测压的同时观察火焰传播模式和测量火焰速度，同时可以起到绝缘作用，避免电火花的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧压力测量领域，具体为一种测量毫米量级圆管内爆震燃烧压力的装置。
背景技术
微尺度爆震燃烧是指燃烧器尺寸为毫米或亚毫米量级的爆震燃烧，属于常规尺度爆震燃烧和微纳米学科的交叉点，是近几年国外新兴的研究方向，国内尚未开始相关研究。由于爆震燃烧的机理本身十分复杂，如果燃烧尺寸变得很小，必然会使燃烧速度、压力、DDT距离等发生改变，而这些改变是否优于常规尺度的燃烧、能否用于微动力推进系统，是研究人员关注的问题。
目前对微尺度爆震燃烧的研究主要从燃烧机理开始。从实验方面来讲，测爆震波的压力波形是目前常规尺度爆震研究的必要手段，通常是把若干个压力传感器安置在爆震管管壁上进行。然而，由于微尺度爆震使用的爆震管内径小于10mm，而当前最小的动态压力传感器的尺寸也在5mm以上，若想测压，需要进行特殊的设计。从已知文献来看，国外进行的微爆震实验有相当数量是没有测压的；一部分测压的实验使用的是不锈钢的爆震管，即在一根直管上安置若干转接，插入压力传感器，并使转接的内径与管的内径一致。这些方法的不足在于，有的回避了测压的难度，有的仅仅单一地解决测压问题，忽视了测压与测量其他参数的关联性，使实验不够完整。举例来说，微尺度爆震实验往往需要观察火焰传播模式和速度变化，这样就要求实验的载体（如爆震管）是全部或部分透明的，同时还需要保证材料足够坚固；而且，在使用电火花点火的情况下，如果爆震管是不锈钢材料，不但无法观察火焰，还容易因为不锈钢的导电性而导致点火失败或干扰传感器。由此可见，若在测压的同时还考虑这些因素，实验难度就会加大，而国内外的文献目前还没有解决办法。
发明内容
要解决的技术问题
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种测量毫米量级圆管内爆震燃烧压力的装置，进行微尺度爆震实验测压的同时便于观察。
技术方案
本发明的技术方案为：
所述一种测量毫米量级圆管内爆震燃烧压力的装置，包括毫米量级透明爆震管，透明爆震管前端通过爆震管堵头封闭，并在透明爆震管上开有点火针孔，点火针孔内安装有点火针，其特征在于：还包括有夹板、传感器安装座以及传感器；夹板将透明爆震管前侧固定支撑；传感器安装座安装在透明爆震管中火焰形成爆震的位置，且传感器安装座底部支撑面与夹板底部支撑面处于同一平面，传感器安装座与透明爆震管紧配合；在透明爆震管管壁上与传感器安装座对应的位置开有通孔，管壁通孔与传感器安装座上的传感器安装孔同轴；当透明爆震管外径大于传感器测量端直径时，透明爆震管管壁通孔孔径与传感器测量端直径相同，且传感器测量端面与透明爆震管内壁平齐；当透明爆震管外径不大于传感器测量端直径时，则透明爆震管管壁通孔孔径小于传感器测量端直径，且传感器测量端面与透明爆震管内壁圆面相切。
所述一种测量毫米量级圆管内爆震燃烧压力的装置，其特征在于：透明爆震管、夹板和传感器安装座采用有机玻璃，爆震管堵头采用聚四氟乙烯。
所述一种测量毫米量级圆管内爆震燃烧压力的装置，其特征在于：所述夹板由左夹板和右夹板组成，透明爆震管固定在左夹板与右夹板之间，且在透明爆震管上下两侧将左夹板与右夹板固定连接。
有益效果
本发明中爆震管、夹板和传感器安装座的材料均使用有机玻璃，能够在测压的同时观察火焰传播模式和测量火焰速度，同时可以起到绝缘作用，避免电火花的干扰；且本发明通过夹板和传感器安装座进行支撑，能够稳固地放在水平面。
附图说明
图1是本发明的结构示意图（主视图）；
图2是本发明的结构示意图（左视图）；
图3是传感器安装座与爆震管配合示意图a（管外径大于传感器测量端直径时）；
图4是传感器安装座与爆震管配合示意图b（管外径大于传感器测量端直径时）；
图5是传感器安装座与爆震管配合示意图a（管外径小于传感器测量端直径时）；
图6是传感器安装座与爆震管配合示意图b（管外径小于传感器测量端直径时）；
图7是实施例1所测压力波形图；
图8是实施例2所测压力波形图；
其中：1、爆震管；2、爆震管堵头；3、点火针孔；4、夹板；5、传感器安装座；6、传感器安装孔；7、爆震管通孔；8、双头螺柱；9、螺母。
具体实施方式
下面结合具体实施例描述本发明：
实施例1：
参照附图1，本实施例中的测量毫米量级圆管内爆震燃烧压力的装置，包括毫米量级透明爆震管1、夹板4、传感器安装座5以及传感器。其中爆震管1、夹板4和传感器安装座5的材料均使用有机玻璃，以便在测压的同时观察火焰传播模式和测量火焰速度，同时可以起到绝缘作用，避免电火花的干扰。
在透明爆震管前端通过爆震管堵头2封闭，爆震管堵头2的材料使用聚四氟乙烯，在爆震管靠近爆震管堵头一端开有点火针孔，点火针伸入点火针孔在爆震管内进行点火。
夹板将透明爆震管前侧固定支撑，本实施例中，夹板由左夹板和右夹板组成，透明爆震管固定在左夹板与右夹板之间，且在透明爆震管上下两侧，通过双头螺柱8和螺母9将左夹板与右夹板固定连接。
传感器安装座5安装在透明爆震管中火焰形成爆震的位置，且传感器安装座底部支撑面与夹板底部支撑面处于同一平面，保证爆震管1在水平和竖直方向固定；传感器安装座与透明爆震管紧配合，保证爆震管不滑动。这里火焰形成爆震的位置的确定方法是，在爆震管的一端点火，用高速摄像机拍摄整个管的火焰传播，火光突然变亮处即为火焰形成爆震的位置。
本实施例中采用的传感器型号为Kistler603B1，测量端直径5.5mm，高6mm，通过外套螺纹固定在传感器安装孔6内。
在透明爆震管管壁上与传感器安装座对应的位置开有通孔，管壁通孔与传感器安装座上的传感器安装孔同轴，以便火焰通过时能接触到传感器的测量端。而对于不同尺寸的爆震管外径，管壁通孔开孔以及传感器安装方式不同，以爆震管外径与传感器测量端直径关系为界限。当透明爆震管外径大于传感器测量端直径时，透明爆震管管壁通孔孔径与传感器测量端直径相同，且传感器测量端面与透明爆震管内壁平齐，以便测量端能充分接触火焰面，获得准确数据；当透明爆震管外径不大于传感器测量端直径时，则透明爆震管管壁通孔孔径小于传感器测量端直径，且传感器测量端面与透明爆震管内壁圆面相切，使火焰压力通过此孔与传感器接触，且由于此时爆震管尺寸较小，为了节省材料，可以在传感器安装座上下面各打一个孔，测量不同尺寸爆震管的压力。该方案适用的爆震管最小尺寸为内径2mm、外径4mm的爆震管。
本实施例中，采用的爆震管1内径为10mm，外径为14mm，传感器安装座5长40mm，宽30mm，高50mm；采用的燃料和氧化剂为乙烯和氧气；两根点火针伸入爆震管头部的点火针孔3进行点火。在爆震管1距离点火端0.6m、0.7m和0.8m处开通孔7，管壁通孔7直径是传感器测量端的尺寸，为5.5mm；传感器安装座5的螺纹部分为M7×0.75的细牙螺纹，孔深度L1为12mm，螺纹深度为8mm；直孔部分直径为5.5mm，直孔高度与爆震管1的壁厚之和为L2=6mm；传感器安装座5的横向直孔直径为14.2mm，与爆震管1紧密配合；爆震管通孔7直径为5.5mm，当爆震管1传过安装座5的横向孔时，把爆震管通孔1旋转至与安装座直孔同心，再装上传感器。
实验时，将整个装置放在水平面上，连好仪器，打开电火花点火器，则燃料开始由缓燃向爆震转变，在第一个测压点附近开始形成爆震；当爆震波经过传感器时，就会产生压力信号。所测压力波形如图7所示，其中P1压力峰值为1.659MPa，P2为1.824MPa，P3为1.829MPa。
实施例2：
参照附图1、2、5、6所示，本实施例中但所用的爆震管1的外径分别为4mm、5mm；传感器安装座的结构与实施例1的区别在于：传感器安装座5的上下面均能安装传感器，这样的设计体现了省料、方便的原则，当使用某种尺寸的爆震管时，只需将相应的面朝上放置即可测量。由于此时爆震管1的外径小于传感器测量端直径，所以管壁通孔7直径小于爆震管1外径尺寸，所测压力波形如图8所示，其中P1压力峰值为1.074MPa，P2为0.833MPa。
Claims (2)
1.一种测量毫米量级圆管内微尺度爆震燃烧压力的装置，包括毫米量级透明爆震管，透明爆震管前端通过爆震管堵头封闭，并在透明爆震管上开有点火针孔，点火针孔内安装有点火针，其特征在于：还包括有夹板、传感器安装座以及传感器；夹板将透明爆震管前侧固定支撑；传感器安装座安装在透明爆震管中火焰形成爆震的位置，且传感器安装座底部支撑面与夹板底部支撑面处于同一平面，传感器安装座与透明爆震管紧配合；在透明爆震管管壁上与传感器安装座对应的位置开有通孔，管壁通孔与传感器安装座上的传感器安装孔同轴；当透明爆震管外径大于传感器测量端直径时，透明爆震管管壁通孔孔径与传感器测量端直径相同，且传感器测量端面与透明爆震管内壁平齐；当透明爆震管外径不大于传感器测量端直径时，则透明爆震管管壁通孔孔径小于传感器测量端直径，且传感器测量端面与透明爆震管内壁圆面相切；透明爆震管、夹板和传感器安装座采用有机玻璃，爆震管堵头采用聚四氟乙烯。
2.根据权利要求1所述一种测量毫米量级圆管内微尺度爆震燃烧压力的装置，其特征在于：所述夹板由左夹板和右夹板组成，透明爆震管固定在左夹板与右夹板之间，且在透明爆震管上下两侧将左夹板与右夹板固定连接。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5373726A (en) * | 1992-03-19 | 1994-12-20 | Woodward Governor Company | Detonation detection system for internal combustion engines |
| CN1707232A (zh) * | 2004-06-11 | 2005-12-14 | 株式会社电装 | 压力检测装置及其制造方法 |
| CN101319953A (zh) * | 2008-07-22 | 2008-12-10 | 南京航空航天大学 | 基于离子电流的脉冲爆震发动机高温压力测量法及传感器 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5373726A (en) * | 1992-03-19 | 1994-12-20 | Woodward Governor Company | Detonation detection system for internal combustion engines |
| CN1707232A (zh) * | 2004-06-11 | 2005-12-14 | 株式会社电装 | 压力检测装置及其制造方法 |
| CN101319953A (zh) * | 2008-07-22 | 2008-12-10 | 南京航空航天大学 | 基于离子电流的脉冲爆震发动机高温压力测量法及传感器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 毫米量级微管内单次爆震;靳乐等;《燃烧科学与技术》;20120831;第18卷(第4期);第338-343页 * |
| 火焰射流点火起爆的实验探索;李建玲等;《燃烧科学与技术》;20091031;第15卷(第5期);第461-465页 * |
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