CN114234193A - 一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构 - Google Patents
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Abstract
一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，所述燃烧器包括：上、下相对设置的氧化剂喷射器和气态燃料喷射器，所述氧化气体喷射器和气态燃料喷射器沿竖直方向同轴设置，所述氧化气体喷射器和气态燃料喷射器的喷射口上、下相对设置，所述氧化气体喷射器的顶部设置有氧化剂端气体振动发生器，所述氧化剂端气体振动发生器的振荡发生端正对氧化气体喷射器的气体喷射通道设置，所述气态燃料喷射器的底部设置有燃料端气体振动发生器，所述燃料端气体振动发生器的振荡发生端正对气态燃料喷射器的气体喷射通道设置。本设计能够形成出口速度边界高度可控的非稳态火焰，能够精确的观察不同波形条件对对冲燃烧碳烟的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，具体适用于模拟非预混燃烧状态的一维结构非稳态火焰。
背景技术
碳烟是碳氢燃料不完全燃烧产生的碳质颗粒，主要由碳元素构成，也可能含有少量的氢和氧，主要来源于车、船、工程机械等移动源以及火力发电厂等固定源，碳烟的存在会造成包括燃烧系统效率降低等机械问题，全球变暖、雾霾等环境问题，肺、呼吸系统、血液系统疾病等人体健康问题在内的诸多不利影响，因此对碳烟生成过程进行深入的研究以减少碳烟排放是十分重要的。
然而碳烟的形成是燃烧过程中最复杂的过程之一，涉及燃烧化学、流体动力学、传热传质、粒子动力学之间的复杂相互作用，其相互耦合的复杂过程阻碍了碳烟形成机理的研究，其生成机理至今还存在许多不明之处。因此研究者们为了排除实际燃烧器中复杂多样的影响因素和实验环境，更准确地理解碳烟的生成过程，开发出了实验室级的层流火焰，为实验提供了较为确定的边界条件，使得对碳烟的机理研究更加直观。
其中对冲火焰边界条件高度可控、火焰稳定性良好、准一维结构在进行模拟计算时可节省大量时间和资源、可用于表征构成湍流非预混火焰的层流微元薄火焰面（Flamelet），且非预混火焰的形式能更好的模拟实际柴油机中非预混燃烧的状态，因此对冲火焰常常被用于碳烟实验之中。
传统的稳态对冲层流火焰燃烧器主要由相对的上下两个喷嘴组成，喷嘴间形成稳定的准一维火焰以解耦碳烟生成的影响因素和生成过程。但是在实际的能源动力装置中，火焰多为不稳定状态，其流场为非稳态的，而碳烟的生成受到流场的影响，会产生不可忽视的非稳态效应，这使得深入理解碳烟生成在时变流场中的非稳态响应是设计开发低碳烟排放动力装置、实现化石燃料清洁利用过程中不可或缺的步骤。传统稳态层流对冲火焰燃烧器不能考虑流场瞬态变化所带来的影响，因此本专利设计了一个非稳态对冲火焰燃烧器用以形成出口速度边界高度可控的非稳态火焰来研究非稳态流场对碳烟生成的影响。
传统的稳态对冲火焰燃烧器构造较为简单，只能实现对稳态对冲火焰的研究，且结构较为零散，在需要移动燃烧器至其它实验台架时，只能先拆卸成各个零部件再到其它台架处重新安装，整个过程十分费时费力，并且精度难以保证。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的无法形成可控的非稳态火焰的问题，提供了一种形成稳定的非稳态对冲火焰的高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：
一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，所述燃烧器包括：上、下相对设置的氧化剂喷射器和气态燃料喷射器，所述氧化气体喷射器和气态燃料喷射器沿竖直方向同轴设置，所述氧化气体喷射器和气态燃料喷射器的喷射口上、下相对设置，所述氧化气体喷射器的顶部设置有氧化剂端气体振动发生器，所述氧化剂端气体振动发生器的振荡发生端正对氧化气体喷射器的气体喷射通道设置，所述气态燃料喷射器的底部设置有燃料端气体振动发生器，所述燃料端气体振动发生器的振荡发生端正对气态燃料喷射器的气体喷射通道设置。
所述燃烧器还包括：燃烧器支架，所述燃烧器支架为长方体金属框架结构，所述燃烧器支架通过其顶部设置的上固定板与氧化剂喷射器的中部固定连接，所述燃烧器支架的底部设置有下固定板，所述下固定板的四角通过四根立柱与上固定板的四角固定连接，所述下固定板的顶面中部固定有高度调节器，所述高度调节器顶部的升降调节端与气态燃料喷射器的底部固定连接。
所述氧化剂喷射器包括：同轴设置的氧化剂端稳流气罩、氧化剂端稳流管道和氧化剂端喷嘴，所述氧化剂端稳流气罩的顶部与氧化剂端气体振动发生器底部连接为一体，所述氧化剂端稳流气罩的底板中部与氧化剂端稳流管道的顶部固定连接，所述氧化剂端稳流管道的底部与氧化剂端喷嘴的顶部固定连接，所述氧化剂端气体振动发生器的振荡发生端正对氧化剂端稳流气罩氧化剂端稳流管道设置，所述氧化剂端气体振动发生器与氧化剂端稳流气罩之间形成有氧化剂端稳流气室，所述氧化剂端稳流气室通过氧化剂端稳流管道与氧化剂端喷嘴相通，所述氧化剂端稳流管道为圆柱管道；
所述气态燃料喷射器包括：同轴设置的燃料端稳流气罩、燃料端稳流管道和燃料端喷嘴，所述燃料端稳流气罩的底部与燃料端气体振动发生器顶部连接为一体，所述燃料端稳流气罩的顶板中部与燃料端稳流管道的底部固定连接，所述燃料端稳流管道的顶部与燃料端喷嘴的底部固定连接，所述燃料端气体振动发生器的振荡发生端正对燃料端稳流气罩燃料端稳流管道设置，所述燃料端气体振动发生器与燃料端稳流气罩之间形成有燃料端稳流气室，所述燃料端稳流气室通过燃料端稳流管道与燃料端喷嘴相通，所述燃料端稳流管道为圆柱管道；
所述氧化剂端喷嘴与燃料端喷嘴结构相同，所述氧化剂端喷嘴中部设有喷射通道，所述喷射通道的内径从进气端到喷口端逐渐减小。
所述氧化剂端喷嘴上开设在与喷射通道同轴设置的保护气体喷射腔和水冷腔，所述保护气体喷射腔的喷口为环形喷口，所述保护气体喷射腔开设于喷射通道的外部，所述水冷腔开设于保护气体喷射腔的外部。
所述氧化剂端喷嘴与燃料端喷嘴之间的最小距离为5mm～20mm，所述氧化剂端喷嘴喷口处的最小内直径为5mm～20mm。
所述氧化剂端稳流气罩的底板近其侧壁的圆周上设置有多个氧化剂入口，所述燃料端稳流气罩的顶板近其侧壁的圆周上设置有多个燃料入口；
所述氧化剂入口用于连接氧化剂输送管道，所述燃料入口用于连接气体燃料输送管道，所述保护气体喷射腔的侧部通过多个进气孔与保护气体输送管道相连接，所述水冷腔通过多组进/出水孔与水冷管道相连通。
所述氧化剂端气体振动发生器和燃料端气体振动发生器均为将电信号转化为振膜振动的装置。
所述燃烧器还包括：燃烧器支架，所述氧化剂端稳流管道的外部中段设置有氧化剂端固定盘，所述氧化剂端固定盘与燃烧器支架顶部的上固定板相连接；
所述燃料端气体振动发生器的底部与高度调节器顶部的升降调节端固定连接。
所述燃料端稳流管道的外部中段设置有燃料端固定盘，所述燃料端气体振动发生器的底部通过下端盘与高度调节器顶部的升降调节端固定连接，所述下端盘通过多根支撑杆与燃料端固定盘固定连接。
所述氧化剂端稳流管道穿过上固定板中部的通孔设置，所述上固定板上开设有多个沿中部通孔径向设置的长圆孔，所述氧化剂端固定盘外边沿与氧化剂端稳流管道同心的圆周上均布有多个沿圆周开设的弧形孔，所述氧化剂端固定盘通过螺栓固定于上固定板上，螺栓依次穿过弧形孔长圆孔后与螺帽连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构中利用振动发生器的振膜发出振动带动空气振动，振动发生器的振膜正对稳流管道设置，使稳流管道内的气体按照振动发生器发出的谐振波振动，同时在喷嘴处燃料和氧化气体也按照谐振波的振动规律喷出，产生具备一定规律的、稳定的非稳态火焰，使非稳态燃烧实验变得可控。因此，本设计能够形成出口速度边界高度可控的非稳态火焰，能够精确的观察不同波形条件对对冲燃烧碳烟的影响。
2、本发明一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构中稳流气罩中进气口位于气罩边缘且出气端正对振动发生器，这样的设计有效避免了进入气流对喷射器内部气流的影响，提高了设备的稳定性；同时喷射器内设置稳流管道对振动发生器发出的振动波形进行放大传播，且稳流管道可对进入燃烧器腔体内的气体进行疏导稳流，使所有气体分子速度方向一致，以形成稳定的对冲火焰。因此，本设计能使气体分子速度方向一致，提高火焰稳定性。
3、本发明一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构中喷嘴的喷射通道直径逐渐减小，使喷出气体在喷嘴段加速，有效增大了气体的对冲速度，且弧形壁面结构使得在出口处的速度分布均匀。燃料流和氧化剂流相对喷射，使得燃料与氧化剂扩散混合在两喷嘴中间某位置燃烧形成一维结构的薄火焰。在喷嘴上设置环形的保护气体喷射腔以避免环境空气干扰并防止二次扩散火焰的形成，同时为了冷却燃烧热产物气体和防止新鲜氧化剂流被加热，在喷嘴上设置了水冷腔并持续向其中通入冷却水。因此，本设计的对冲喷嘴设计能够构建一维结构的薄火焰。
4、本发明一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构中设置有燃烧器支架，燃烧器一次搭建成功即可整体移动，无需频繁拆装；同时设置高度调节器可调节喷嘴之间的距离，完成不同条件设定的对冲燃烧实验。因此，本设计移动方便，适用范围广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中喷射器的结构示意图。
图3是图2中喷嘴处的燃烧示意图。
图中：氧化剂喷射器1、氧化剂端稳流气罩11、氧化剂端稳流管道12、氧化剂端喷嘴13、氧化剂端稳流气室14、喷射通道15、保护气体喷射腔16、水冷腔17、氧化剂入口18、氧化剂端固定盘19、弧形孔10、气态燃料喷射器2、燃料端稳流气罩21、燃料端稳流管道22、燃料端喷嘴23、燃料端稳流气室24、燃料入口25、燃料端固定盘26、下端盘27、支撑杆28、氧化剂端气体振动发生器3、燃料端气体振动发生器4、燃烧器支架5、上固定板51、下固定板52、立柱53、长圆孔54、高度调节器6。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图3，一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，所述燃烧器包括：上、下相对设置的氧化剂喷射器1和气态燃料喷射器2，所述氧化气体喷射器1和气态燃料喷射器2沿竖直方向同轴设置，所述氧化气体喷射器1和气态燃料喷射器2的喷射口上、下相对设置，所述氧化气体喷射器1的顶部设置有氧化剂端气体振动发生器3，所述氧化剂端气体振动发生器3的振荡发生端正对氧化气体喷射器1的气体喷射通道设置，所述气态燃料喷射器2的底部设置有燃料端气体振动发生器4，所述燃料端气体振动发生器4的振荡发生端正对气态燃料喷射器2的气体喷射通道设置。
所述燃烧器还包括：燃烧器支架5，所述燃烧器支架5为长方体金属框架结构，所述燃烧器支架5通过其顶部设置的上固定板51与氧化剂喷射器1的中部固定连接，所述燃烧器支架5的底部设置有下固定板52，所述下固定板52的四角通过四根立柱53与上固定板51的四角固定连接，所述下固定板52的顶面中部固定有高度调节器6，所述高度调节器6顶部的升降调节端与气态燃料喷射器2的底部固定连接。
所述氧化剂喷射器1包括：同轴设置的氧化剂端稳流气罩11、氧化剂端稳流管道12和氧化剂端喷嘴13，所述氧化剂端稳流气罩11的顶部与氧化剂端气体振动发生器3底部连接为一体，所述氧化剂端稳流气罩11的底板中部与氧化剂端稳流管道12的顶部固定连接，所述氧化剂端稳流管道12的底部与氧化剂端喷嘴13的顶部固定连接，所述氧化剂端气体振动发生器3的振荡发生端正对氧化剂端稳流气罩11氧化剂端稳流管道12设置，所述氧化剂端气体振动发生器3与氧化剂端稳流气罩11之间形成有氧化剂端稳流气室14，所述氧化剂端稳流气室14通过氧化剂端稳流管道12与氧化剂端喷嘴13相通，所述氧化剂端稳流管道12为圆柱管道；
所述气态燃料喷射器2包括：同轴设置的燃料端稳流气罩21、燃料端稳流管道22和燃料端喷嘴23，所述燃料端稳流气罩21的底部与燃料端气体振动发生器4顶部连接为一体，所述燃料端稳流气罩21的顶板中部与燃料端稳流管道22的底部固定连接，所述燃料端稳流管道22的顶部与燃料端喷嘴23的底部固定连接，所述燃料端气体振动发生器4的振荡发生端正对燃料端稳流气罩21燃料端稳流管道22设置，所述燃料端气体振动发生器4与燃料端稳流气罩21之间形成有燃料端稳流气室24，所述燃料端稳流气室24通过燃料端稳流管道22与燃料端喷嘴23相通，所述燃料端稳流管道22为圆柱管道；
所述氧化剂端喷嘴13与燃料端喷嘴23结构相同，所述氧化剂端喷嘴13中部设有喷射通道15，所述喷射通道15的内径从进气端到喷口端逐渐减小。
所述氧化剂端喷嘴13上开设在与喷射通道15同轴设置的保护气体喷射腔16和水冷腔17，所述保护气体喷射腔16的喷口为环形喷口，所述保护气体喷射腔16开设于喷射通道15的外部，所述水冷腔17开设于保护气体喷射腔16的外部。
所述氧化剂端喷嘴13与燃料端喷嘴23之间的最小距离为5mm～20mm，所述氧化剂端喷嘴13喷口处的最小内直径为5mm～20mm。
所述氧化剂端稳流气罩11的底板近其侧壁的圆周上设置有多个氧化剂入口18，所述燃料端稳流气罩21的顶板近其侧壁的圆周上设置有多个燃料入口25；
所述氧化剂入口18用于连接氧化剂输送管道，所述燃料入口25用于连接气体燃料输送管道，所述保护气体喷射腔16的侧部通过多个进气孔与保护气体输送管道相连接，所述水冷腔17通过多组进/出水孔与水冷管道相连通。
所述氧化剂端气体振动发生器3和燃料端气体振动发生器4均为将电信号转化为振膜振动的装置。
所述燃烧器还包括：燃烧器支架5，所述氧化剂端稳流管道12的外部中段设置有氧化剂端固定盘19，所述氧化剂端固定盘19与燃烧器支架5顶部的上固定板51相连接；
所述燃料端气体振动发生器4的底部与高度调节器6顶部的升降调节端固定连接。
所述燃料端稳流管道22的外部中段设置有燃料端固定盘26，所述燃料端气体振动发生器4的底部通过下端盘27与高度调节器6顶部的升降调节端固定连接，所述下端盘27通过多根支撑杆28与燃料端固定盘26固定连接。
所述氧化剂端稳流管道12穿过上固定板51中部的通孔设置，所述上固定板51上开设有多个沿中部通孔径向设置的长圆孔54，所述氧化剂端固定盘19外边沿与氧化剂端稳流管道12同心的圆周上均布有多个沿圆周开设的弧形孔10，所述氧化剂端固定盘19通过螺栓固定于上固定板51上，螺栓依次穿过弧形孔10长圆孔54后与螺帽连接。
本发明的原理说明如下：
所述对冲火焰燃烧器氧化剂流和燃料流分别从上、下喷嘴引入，通过扩散混合等过程，在距离喷嘴出口的某位置形成“圆盘状”的薄火焰面。火焰的位置取决于氧化剂流和燃料流的组分边界条件。所述氧化剂端气体振动发生器3和燃料端气体振动发生器4均为将电信号转化为振膜振动的装置，振膜振动的同时引起两端腔内气体局部压力的波动，振膜运动的规律与电信号直接相关，因此可通过调整电信号的波形、频率和电压幅值使氧化剂和燃料出口速度产生实验所需频率和振幅的简谐振荡，以研究碳烟生成在时变流场中的非稳态响应和非稳态效应。
实施例1：
一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，所述燃烧器包括：上、下相对设置的氧化剂喷射器1和气态燃料喷射器2，所述氧化气体喷射器1和气态燃料喷射器2沿竖直方向同轴设置，所述氧化气体喷射器1和气态燃料喷射器2的喷射口上、下相对设置，所述氧化气体喷射器1的顶部设置有氧化剂端气体振动发生器3，所述氧化剂端气体振动发生器3的振荡发生端正对氧化气体喷射器1的气体喷射通道设置，所述气态燃料喷射器2的底部设置有燃料端气体振动发生器4，所述燃料端气体振动发生器4的振荡发生端正对气态燃料喷射器2的气体喷射通道设置；所述氧化剂喷射器1包括：同轴设置的氧化剂端稳流气罩11、氧化剂端稳流管道12和氧化剂端喷嘴13，所述氧化剂端稳流气罩11的顶部与氧化剂端气体振动发生器3底部连接为一体，所述氧化剂端稳流气罩11的底板中部与氧化剂端稳流管道12的顶部固定连接，所述氧化剂端稳流管道12的底部与氧化剂端喷嘴13的顶部固定连接，所述氧化剂端气体振动发生器3的振荡发生端正对氧化剂端稳流气罩11氧化剂端稳流管道12设置，所述氧化剂端气体振动发生器3与氧化剂端稳流气罩11之间形成有氧化剂端稳流气室14，所述氧化剂端稳流气室14通过氧化剂端稳流管道12与氧化剂端喷嘴13相通，所述氧化剂端稳流管道12为圆柱管道；所述气态燃料喷射器2包括：同轴设置的燃料端稳流气罩21、燃料端稳流管道22和燃料端喷嘴23，所述燃料端稳流气罩21的底部与燃料端气体振动发生器4顶部连接为一体，所述燃料端稳流气罩21的顶板中部与燃料端稳流管道22的底部固定连接，所述燃料端稳流管道22的顶部与燃料端喷嘴23的底部固定连接，所述燃料端气体振动发生器4的振荡发生端正对燃料端稳流气罩21燃料端稳流管道22设置，所述燃料端气体振动发生器4与燃料端稳流气罩21之间形成有燃料端稳流气室24，所述燃料端稳流气室24通过燃料端稳流管道22与燃料端喷嘴23相通，所述燃料端稳流管道22为圆柱管道；所述氧化剂端喷嘴13与燃料端喷嘴23结构相同，所述氧化剂端喷嘴13中部设有喷射通道15，所述喷射通道15的内径从进气端到喷口端逐渐减小；所述氧化剂端喷嘴13上开设在与喷射通道15同轴设置的保护气体喷射腔16和水冷腔17，所述保护气体喷射腔16的喷口为环形喷口，所述保护气体喷射腔16开设于喷射通道15的外部，所述水冷腔17开设于保护气体喷射腔16的外部；所述氧化剂端喷嘴13与燃料端喷嘴23之间的最小距离为5mm～20mm，所述氧化剂端喷嘴13喷口处的最小内直径为5mm～20mm；所述氧化剂端稳流气罩11的底板近其侧壁的圆周上设置有多个氧化剂入口18，所述燃料端稳流气罩21的顶板近其侧壁的圆周上设置有多个燃料入口25；所述氧化剂入口18用于连接氧化剂输送管道，所述燃料入口25用于连接气体燃料输送管道，所述保护气体喷射腔16的侧部通过多个进气孔与保护气体输送管道相连接，所述水冷腔17通过多组进/出水孔与水冷管道相连通。
所述氧化剂端气体振动发生器3和燃料端气体振动发生器4均为将电信号转化为振膜振动的装置。
实施例2：
实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：
所述燃烧器还包括：燃烧器支架5，所述燃烧器支架5为长方体金属框架结构，所述燃烧器支架5通过其顶部设置的上固定板51与氧化剂喷射器1的中部固定连接，所述燃烧器支架5的底部设置有下固定板52，所述下固定板52的四角通过四根立柱53与上固定板51的四角固定连接，所述下固定板52的顶面中部固定有高度调节器6，所述高度调节器6顶部的升降调节端与气态燃料喷射器2的底部固定连接；所述氧化剂端稳流管道12的外部中段设置有氧化剂端固定盘19，所述氧化剂端固定盘19与燃烧器支架5顶部的上固定板51相连接；所述燃料端气体振动发生器4的底部与高度调节器6顶部的升降调节端固定连接；所述燃料端稳流管道22的外部中段设置有燃料端固定盘26，所述燃料端气体振动发生器4的底部通过下端盘27与高度调节器6顶部的升降调节端固定连接，所述下端盘27通过多根支撑杆28与燃料端固定盘26固定连接。
实施例3：
实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：
所述氧化剂端稳流管道12穿过上固定板51中部的通孔设置，所述上固定板51上开设有多个沿中部通孔径向设置的长圆孔54，所述氧化剂端固定盘19外边沿与氧化剂端稳流管道12同心的圆周上均布有多个沿圆周开设的弧形孔10，所述氧化剂端固定盘19通过螺栓固定于上固定板51上，螺栓依次穿过弧形孔10长圆孔54后与螺帽连接。
Claims (10)
1.一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述燃烧器包括：上、下相对设置的氧化剂喷射器（1）和气态燃料喷射器（2），所述氧化气体喷射器（1）和气态燃料喷射器（2）沿竖直方向同轴设置，所述氧化气体喷射器（1）和气态燃料喷射器（2）的喷射口上、下相对设置，所述氧化气体喷射器（1）的顶部设置有氧化剂端气体振动发生器（3），所述氧化剂端气体振动发生器（3）的振荡发生端正对氧化气体喷射器（1）的气体喷射通道设置，所述气态燃料喷射器（2）的底部设置有燃料端气体振动发生器（4），所述燃料端气体振动发生器（4）的振荡发生端正对气态燃料喷射器（2）的气体喷射通道设置。
2.根据权利要求1所述的一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述燃烧器还包括：燃烧器支架（5），所述燃烧器支架（5）为长方体金属框架结构，所述燃烧器支架（5）通过其顶部设置的上固定板（51）与氧化剂喷射器（1）的中部固定连接，所述燃烧器支架（5）的底部设置有下固定板（52），所述下固定板（52）的四角通过四根立柱（53）与上固定板（51）的四角固定连接，所述下固定板（52）的顶面中部固定有高度调节器（6），所述高度调节器（6）顶部的升降调节端与气态燃料喷射器（2）的底部固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述氧化剂喷射器（1）包括：同轴设置的氧化剂端稳流气罩（11）、氧化剂端稳流管道（12）和氧化剂端喷嘴（13），所述氧化剂端稳流气罩（11）的顶部与氧化剂端气体振动发生器（3）底部连接为一体，所述氧化剂端稳流气罩（11）的底板中部与氧化剂端稳流管道（12）的顶部固定连接，所述氧化剂端稳流管道（12）的底部与氧化剂端喷嘴（13）的顶部固定连接，所述氧化剂端气体振动发生器（3）的振荡发生端正对氧化剂端稳流气罩（11）氧化剂端稳流管道（12）设置，所述氧化剂端气体振动发生器（3）与氧化剂端稳流气罩（11）之间形成有氧化剂端稳流气室（14），所述氧化剂端稳流气室（14）通过氧化剂端稳流管道（12）与氧化剂端喷嘴（13）相通，所述氧化剂端稳流管道（12）为圆柱管道；
所述气态燃料喷射器（2）包括：同轴设置的燃料端稳流气罩（21）、燃料端稳流管道（22）和燃料端喷嘴（23），所述燃料端稳流气罩（21）的底部与燃料端气体振动发生器（4）顶部连接为一体，所述燃料端稳流气罩（21）的顶板中部与燃料端稳流管道（22）的底部固定连接，所述燃料端稳流管道（22）的顶部与燃料端喷嘴（23）的底部固定连接，所述燃料端气体振动发生器（4）的振荡发生端正对燃料端稳流气罩（21）燃料端稳流管道（22）设置，所述燃料端气体振动发生器（4）与燃料端稳流气罩（21）之间形成有燃料端稳流气室（24），所述燃料端稳流气室（24）通过燃料端稳流管道（22）与燃料端喷嘴（23）相通，所述燃料端稳流管道（22）为圆柱管道；
所述氧化剂端喷嘴（13）与燃料端喷嘴（23）结构相同，所述氧化剂端喷嘴（13）中部设有喷射通道（15），所述喷射通道（15）的内径从进气端到喷口端逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述氧化剂端喷嘴（13）上开设在与喷射通道（15）同轴设置的保护气体喷射腔（16）和水冷腔（17），所述保护气体喷射腔（16）的喷口为环形喷口，所述保护气体喷射腔（16）开设于喷射通道（15）的外部，所述水冷腔（17）开设于保护气体喷射腔（16）的外部。
5.根据权利要求4所述的一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述氧化剂端喷嘴（13）与燃料端喷嘴（23）之间的最小距离为5mm～20mm，所述氧化剂端喷嘴（13）喷口处的最小内直径为5mm～20mm。
6.根据权利要求4所述的一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述氧化剂端稳流气罩（11）的底板近其侧壁的圆周上设置有多个氧化剂入口（18），所述燃料端稳流气罩（21）的顶板近其侧壁的圆周上设置有多个燃料入口（25）；
所述氧化剂入口（18）用于连接氧化剂输送管道，所述燃料入口（25）用于连接气体燃料输送管道，所述保护气体喷射腔（16）的侧部通过多个进气孔与保护气体输送管道相连接，所述水冷腔（17）通过多组进/出水孔与水冷管道相连通。
7.根据权利要求6所述的一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述氧化剂端气体振动发生器（3）和燃料端气体振动发生器（4）均为将电信号转化为振膜振动的装置。
8.根据权利要求7所述的一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述燃烧器还包括：燃烧器支架（5），所述氧化剂端稳流管道（12）的外部中段设置有氧化剂端固定盘（19），所述氧化剂端固定盘（19）与燃烧器支架（5）顶部的上固定板（51）相连接；
所述燃料端气体振动发生器（4）的底部与高度调节器（6）顶部的升降调节端固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述燃料端稳流管道（22）的外部中段设置有燃料端固定盘（26），所述燃料端气体振动发生器（4）的底部通过下端盘（27）与高度调节器（6）顶部的升降调节端固定连接，所述下端盘（27）通过多根支撑杆（28）与燃料端固定盘（26）固定连接。
10.根据权利要求8所述的一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，其特征在于：
所述氧化剂端稳流管道（12）穿过上固定板（51）中部的通孔设置，所述上固定板（51）上开设有多个沿中部通孔径向设置的长圆孔（54），所述氧化剂端固定盘（19）外边沿与氧化剂端稳流管道（12）同心的圆周上均布有多个沿圆周开设的弧形孔（10），所述氧化剂端固定盘（19）通过螺栓固定于上固定板（51）上，螺栓依次穿过弧形孔（10）长圆孔（54）后与螺帽连接。
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