CN105738139B - 燃烧器及燃烧试验方法 - Google Patents

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Abstract

一种燃烧器，包括第一输气管、第二输气管、第一级旋流器、第二级旋流器、燃料输送管、燃料喷嘴、文氏管。其中第一级旋流器可拆卸地设置于燃料喷嘴外；第二级旋流器可拆卸地设置于第一级旋流器外；文氏管可拆卸地设置于第二级旋流器外；燃料喷嘴的出口端面设置在文氏管的收缩段内。本发明的实验装置可以对第一输气管和第二输气管内的流量进行独立调节，可以独自改变第一级旋流器结构、第二级旋流器结构、文氏管结构、燃料喷嘴位置，从而实现研究第一级旋流器旋流数、第二级旋流器旋流数、文氏管结构、燃料喷嘴位置、以及它们的组合变化对燃烧性能的影响。本发明伴流室的设计可以减小外界扰动对燃烧火焰的影响，提高实验结果的准确度。

Description

燃烧器及燃烧试验方法
技术领域
本发明涉及燃烧实验领域，具体地涉及一种双通道可调节的燃烧器及燃烧试验方法。
背景技术
对燃烧器的研究可以借助于燃烧试验装置在实验室模拟来实现，但是目前公知的燃烧器没有考虑两级旋流情况、文氏管结构情况及它们的组合特性对燃烧的影响，导致只能一个装置研究一种燃烧器结构，制造成本高，改变参数也不方便。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种燃烧器，本发明的另一个目的在于提供一种燃烧试验方法，以便从结构上解决现有技术的不足，利用该燃烧器研究第一级旋流器的旋流数、第二级旋流器的旋流数、第一级和第二级旋流器两者旋流数的组合、第一级和第二级旋流器两者旋向的组合、文氏管结构参数、燃料喷嘴位置等因素对燃烧性能的影响。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种燃烧器，包括第一输气管、第二输气管、第一级旋流器、第二级旋流器、燃料输送管、燃料喷嘴、文氏管，其中：
所述第一输气管与所述第一级旋流器相连通；
所述第二输气管与所述第二级旋流器相连通；
所述燃料输送管与所述燃料喷嘴相连通；
所述第一级旋流器可拆卸地设置于所述燃料喷嘴外；
所述第二级旋流器可拆卸地设置于所述第一级旋流器外；
所述文氏管可拆卸地设置于所述第二级旋流器外；以及
所述文氏管包括收缩段，且所述燃料喷嘴的出口端面设置在所述文氏管的收缩段内。
作为优选，所述燃烧器还包括伴流进气管和伴流室，其中：
所述伴流进气管与所述伴流室相连通；以及所述伴流室布置在所述第二输气管外。
作为优选，所述伴流室出口还设置有均流板。
作为优选，所述燃料喷嘴为气体燃料喷嘴或液体燃料喷嘴；以及
当所述燃料喷嘴为液体燃料喷嘴时，所述液体燃料喷嘴的结构为压力雾化式、气动雾化式或组合式结构。
作为优选，所述第一级旋流器为叶片式或斜切孔式结构；以及所述第二级旋流器为叶片式或斜切孔式结构。
作为优选，所述燃烧器还包括第一进气管、第二进气管、第一气室和第二气室，所述第一进气管与所述第一气室切向连通；所述第二进气管与所述第二气室切向连通；所述第一气室与所述第一输气管相连通；所述第二气室与所述第二输气管相连通。
作为优选，所述第一输气管、第二输气管以及燃料输送管轴向同心布置。
作为优选，所述伴流进气管与伴流室为切向连通；所述伴流室的直径为所述文氏管的出口直径的4～6倍。
作为优选，所述燃料输送管与外侧的所述第一输气管为螺纹连接，能够通过旋转所述燃料输送管来对所述燃料喷嘴进行升降。
作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种燃烧试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
选用符合实验要求的第一级旋流器、第二级旋流器和文氏管，并将其装配到如上所述的燃烧器上；
升降燃料输送管，调节燃料喷嘴的高度到符合实验要求的位置处；
调节进入燃料喷嘴的燃料流量，以及进入第一输气管和第二输气管的氧化剂流量；
进行燃烧试验。
基于上述技术方案可知，本发明的燃烧器可以在第一输气管、第二输气管出口提供流量可调的轴向速度分布均匀的氧化剂，通过分别改变第一级旋流器和第二级旋流器的结构可以实现研究第一级旋流器旋流数、第二级旋流器旋流数以及两者组合变化对燃烧性能的影响；通过改变文氏管结构参数可以实现研究文氏管结构变化对燃烧性能的影响；通过升降燃料输送管可以实现研究燃料喷嘴位置对燃烧性能的影响。本发明伴流室的设计可以减小外界扰动对双旋文氏管预混火焰的影响，提高实验结果的准确度。
附图说明
图1是本发明的燃烧器的外轮廓图；
图2是本发明的燃烧器的结构剖面图。
图中附图标记说明：
1、第一进气管；2、第二进气管；3、第一气室；4、第二气室；5、第一输气管；6、第二输气管；7、第一级旋流器；8、第二级旋流器；9、燃料进管；10、燃料输送管；11、燃料喷嘴；12、文氏管；13、伴流进气管；14、伴流室；15、均流板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明的实验装置可以通过改变第一进气管1、第二进气管2的入口氧化剂流量，从而在第一级旋流器7和第二级旋流器8的入口可以分别获得轴向速度分布均匀且流量可调的氧化剂，然后通过分别改变第一级旋流器7和第二级旋流器8的结构可以实现研究第一级旋流器7的旋流数、第二级旋流器8的旋流数以及两者组合变化对燃烧性能的影响；通过改变文氏管12的结构参数可以实现研究文氏管12结构变化对燃烧性能的影响。本发明伴流室14的设计可以减小外界扰动对双旋文氏管预混火焰的影响，提高实验结果的准确度。
下面结合图1和图2，详细说明本发明装置的一优选实施方式。
本发明的燃烧器，包括第一进气管1、第二进气管2、第一气室3、第二气室4、第一输气管5、第二输气管6、第一级旋流器7、第二级旋流器8、燃料进管9、燃料输送管10、燃料喷嘴11、文氏管12、伴流进气管13、伴流室14、均流板15。第一进气管1与第一气室3相连通；第一气室3与第一输气管5相连通；第一输气管5与第一级旋流器7相连通；第二进气管2与第二气室4相连通；第二气室4与第二输气管6相连通；第二输气管6与第二级旋流器8相连通；燃料进管9与燃料输送管10相连通；燃料输送管10与燃料喷嘴11相连通；燃料输送管10与燃料喷嘴11布置在实验装置的中心；第一输气管5和第一级旋流器7包覆在燃料输送管10和燃料喷嘴11外；第二输气管6和第二级旋流器8包覆在第一输气管5和第一级旋流器7外；文氏管12包覆在第二级旋流器8外；燃料喷嘴11的出口端面设置在文氏管12的收缩段内；伴流进气管13与伴流室14相连通；伴流室14布置在第二输气管6外；伴流室14出口设置均流板15。该燃烧器中，燃料喷嘴11可为气体燃料喷嘴或液体燃料喷嘴。液体燃料喷嘴的结构可为压力雾化式、气动雾化式或组合式结构。第一级旋流器7和第二级旋流器8可以各自独立地为叶片式或斜切孔式结构。第一进气管1与第一气室3切向连通。第二进气管2与第二气室4切向连通。第一输气管5、第二输气管6以及燃料输送管10轴向同心布置。伴流进气管13与伴流室14切向连通。在本实施例中伴流室14的直径为文氏管12出口直径的5倍。
在上述燃烧器中，第一级旋流器、第二级旋流器均为可拆卸地设置，从而方便更换不同旋流数组合和旋向组合的旋流器。文氏管也是可拆卸地设置在第二级旋流器外，从而方便更换不同结构参数的文氏管。作为优选，上述可拆卸的连接方式例如包括螺纹连接、锁扣连接等。此外，燃料输送管与外侧的第一输气管也可以设置为螺纹连接，从而能够通过旋转燃料输送管来对燃料喷嘴进行升降，从而在实验中更改燃料喷嘴的高度。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种燃烧器，包括第一输气管、第二输气管、第一级旋流器、第二级旋流器、燃料输送管、燃料喷嘴、文氏管、伴流进气管和伴流室，其特征在于：
所述第一输气管与所述第一级旋流器相连通；
所述第二输气管与所述第二级旋流器相连通；
所述燃料输送管与所述燃料喷嘴相连通；
所述第一级旋流器可拆卸地设置于所述燃料喷嘴外；
所述第二级旋流器可拆卸地设置于所述第一级旋流器外；
所述文氏管可拆卸地设置于所述第二级旋流器外；
所述文氏管包括收缩段，且所述燃料喷嘴的出口端面设置在所述文氏管的收缩段内；
所述伴流进气管与所述伴流室相连通；
所述伴流室布置在所述第二输气管外；
所述伴流室出口还设置有均流板；
所述伴流进气管与伴流室为切向连通；以及
所述伴流室的直径为所述文氏管的出口直径的4～6倍。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料喷嘴为气体燃料喷嘴或液体燃料喷嘴；以及
当所述燃料喷嘴为液体燃料喷嘴时，所述液体燃料喷嘴的结构为压力雾化式、气动雾化式或组合式结构。
3.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述第一级旋流器为叶片式或斜切孔式结构；以及所述第二级旋流器为叶片式或斜切孔式结构。
4.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述燃烧器还包括第一进气管、第二进气管、第一气室和第二气室，所述第一进气管与所述第一气室切向连通；所述第二进气管与所述第二气室切向连通；所述第一气室与所述第一输气管相连通；所述第二气室与所述第二输气管相连通。
5.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述第一输气管、第二输气管以及燃料输送管轴向同心布置。
6.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述燃料输送管与外侧的所述第一输气管为螺纹连接，能够通过旋转所述燃料输送管来对所述燃料喷嘴进行升降。
7.一种燃烧试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
选用符合实验要求的第一级旋流器、第二级旋流器和文氏管，并将其装配到如权利要求1至6任意一项所述的燃烧器上；
升降燃料输送管，调节燃料喷嘴的高度到符合实验要求的位置处；
调节进入燃料喷嘴的燃料流量，以及进入第一输气管和第二输气管的氧化剂流量；
进行燃烧试验。
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