1.一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,其特征在于,包括悬浮燃烧机构、燃烧数据采集机构、气体供应机构和点火机构;
所述的悬浮燃烧机构包括气体入口(4)、底座(6)、一级燃烧管(9)、多孔金属板(10)、气体出口(12)、二级燃烧管(13)和底座支架(19);所述的底座(6)置于底座支架(19)之上,所述的底座(6)内部设有底座内管(5),所述的底座内管(5)为通孔;所述的气体入口(4)为圆管,气体入口(4)上端口与不锈钢锥形管下端口相连通,不锈钢锥形管上端口与底座内管(5)下端口相连通;所述的一级燃烧管(9)为圆管,一级燃烧管(9)下端口与底座内管(5)上端口相连通并可拆卸连接;所述的二级燃烧管(13)为上端口平封的圆管,二级燃烧管(13)上部侧面设有一对气体出口(12),所述的二级燃烧管(13)下端口与一级燃烧管(9)上端口相连通并可拆卸连接;所述的底座内管(5)上端口、一级燃烧管(9)上端口分别设有多孔金属板(10);
所述的燃烧数据采集机构包括测温孔(11)、热电偶(14)、数据采集仪(15)、计算机(16)和高速摄像机(17),所述的一级燃烧管(9)、二级燃烧管(13)侧面对称地设有若干对测温孔(11),测温孔(11)在高度方向上等间距分布;所述的测温孔(11)中分别插入热电偶(14),热电偶(14)的输出端与数据采集仪(15)的输入端相连接,数据采集仪(15)的输出端与计算机(16)相连接;所述的高速摄像机(17)正对一级燃烧管(9)、二级燃烧管(13),高速摄像机(17)的输出端与计算机(16)相连接;
所述的气体供应机构包括气体钢瓶(1)、流量计控制仪(2)和质量流量计(3),所述的气体钢瓶(1)出口与质量流量计(3)入口相连通,质量流量计(3)出口与气体入口(4)下端口相连通;所述的质量流量计(3)还与流量计控制仪(2)相连接,流量计控制仪(2)与计算机(16)相连接;
所述的点火机构包括点火器(7)、点火针(8)和调压器(18),所述的调压器(18)输出端与点火器(7)输入端相连接,点火器(7)输出端分别与一对点火针(8)相连接;上述一对点火针(8)分别插入一级燃烧管(9)下端口对称的两个测温孔(11)内。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,其特征在于,所述的一级燃烧管(9)、二级燃烧管(13)由透明石英玻璃制成。
3.根据权利要求1所述的一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,其特征在于,所述的多孔金属板(10)由泡沫金属制成。
4.根据权利要求1所述的一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,其特征在于,所述的一级燃烧管(9)、二级燃烧管(13)为阶梯状圆管,该阶梯状圆管由上、下不同内径的圆管组成,上圆管的内径为18-22mm,高度为10mm,下圆管的内径为14-18mm,高度为
60-80mm,其中上、下圆管的壁厚为2-3mm。
5.根据权利要求1所述的一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,其特征在于,所述的底座(6)为不锈钢圆钢,该不锈钢圆钢的外径为40-50mm,高度为60-100mm;所述的底座内管(5)为阶梯状通孔,该阶梯状通孔由上、下不同孔径的通孔组成,上通孔的孔径为18-22mm,高度为10mm,下通孔的孔径为14-18mm。
6.根据权利要求1所述的一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,其特征在于,所述的不锈钢锥形管上端口孔径为15-20mm,下端口孔径为6-8mm;所述的测温孔(11)为圆形孔,测温孔(11)的孔径为2-3mm;所述的气体出口(12)为圆形孔,气体出口(12)的孔径为5-10mm,气体出口(12)距二级燃烧管(13)上端口的距离为5mm。
7.根据权利要求1所述的一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,其特征在于,所述的底座支架(19)为一槽钢,该槽钢上、下腿中间部位分别开设有矩形槽,所述的底座(6)嵌于底座支架(19)的矩形槽之上。
8.根据权利要求7所述的一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,其特征在于,所述的底座支架(19)高度为100~150mm,宽为80~120mm,所述的矩形槽的宽度为
30~40mm。
9.根据权利要求10或2所述的一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,其特征在于,所述的点火针(8)为圆柱体,该圆柱体的直径为2-3mm,其端部呈针尖状。
10.一种可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试方法,其特征在于,其步骤为:
步骤一、燃料的放置:
连接可拆卸式固体燃料悬浮燃烧实验测试装置,将粉状固体燃料分别放于底座内管(5)上端口、一级燃烧管(9)上端口的多孔金属板(10)上;
步骤二、燃料的悬浮:
打开气体钢瓶(1)上的阀门,在计算机(16)上设置进入气体入口(4)的气体流量,使多孔金属板(10)上的粉状固体燃料悬浮起来;
步骤三、燃烧进行:
开启数据采集仪(15)及高速摄像机(17),然后开启调压器(18),点火针(8)尖端放电点燃底座内管(5)上端口悬浮状态的粉状固体燃料,在一级燃烧管(9)中产生燃烧火焰;
增加进入气体入口(4)的气体流量,使一级燃烧管(9)中的火焰向上传播,点燃一级燃烧管(9)上端口悬浮状态的粉状固体燃料;
步骤四、燃烧数据采集:
通过热电偶(14)采集粉状固体燃料燃烧时的温度数据传给数据采集仪(15),数据采集仪(15)将温度数据传输给计算机(16),在计算机(16)上得到不同时刻不同测温点的温度数据;此外通过高速摄像机(17)对一级燃烧管(9)、二级燃烧管(13)中的燃烧状态进行监测,对所拍摄的图像进行存储;
步骤五、完成实验:
待燃烧结束后关闭气体钢瓶(1)上的阀门,关闭数据采集仪(15)及高速摄像机(17),依次取下一级燃烧管(9)、二级燃烧管(13),收集落于多孔金属板(10)上的固体燃烧残渣。