定容燃燒彈設(shè)計及可燃混合物供給系統(tǒng)研制.pdf

1、世界范圍內(nèi)的能源與環(huán)境問題日趨嚴(yán)重使人們意識到內(nèi)燃機替代燃料研究的重要性與迫切性，對替代燃料的基礎(chǔ)燃燒特性進(jìn)行深入研究，可為其在發(fā)動機中的應(yīng)用提供重要參考。由于發(fā)動機工況變化復(fù)雜，相關(guān)參數(shù)難以精確控制；發(fā)動機內(nèi)燃燒存在循環(huán)變動，難以得到完全相同的燃燒條件，因而很難通過發(fā)動機直接研究替代燃料的基礎(chǔ)燃燒特性。而定容燃燒彈裝置初始條件易于控制，相關(guān)參數(shù)定義明確，可視化程度較高，可直接用于觀察和研究替代燃料的點火與火焰?zhèn)鞑ミ^程。因此，定容燃燒彈

2、裝置在燃料基礎(chǔ)燃燒特性研究中得到了廣泛應(yīng)用。
　　定容燃燒彈彈體及可燃混合物供給系統(tǒng)是定容燃燒彈裝置的兩個重要組成部分，定容燃燒彈彈體是可燃混合物進(jìn)行預(yù)混與燃燒的腔室，而可燃混合物供給系統(tǒng)則直接關(guān)系到可燃混合物的精確配制。因此，結(jié)構(gòu)合理的定容燃燒彈彈體和穩(wěn)定可靠的可燃混合物供給系統(tǒng)對在定容彈中開展燃燒試驗具有重要意義。
　　目前所用定容燃燒彈彈體結(jié)構(gòu)不緊湊，彈體加熱及保溫受限；彈體兩端視窗的石英玻璃無法拆卸，使用與維護(hù)不便。

3、所用可燃混合物供給系統(tǒng)采用體積配氣法，基于理想氣體狀態(tài)方程，因此配氣精度受溫度與壓力影響，存在局限性；同時手動配氣和配液存在人為因素帶來的隨機誤差。因此，本文設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)緊湊和拆卸方便的新的定容燃燒彈彈體；開發(fā)了一套基于質(zhì)量法的可燃混合物自動供給系統(tǒng)，并進(jìn)行了軟硬件設(shè)計；最后實驗驗證了該供給系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。通過本文研究，得到的主要成果如下：
　?。?）新設(shè)計的定容燃燒彈具有更加緊湊的結(jié)構(gòu)，便于定容燃燒彈外壁加熱帶及其保溫材料的布置

4、，保證了彈體溫度的均勻性；采用了可拆卸式石英玻璃視窗，給檢修帶來了極大便利，同時降低了維護(hù)成本。
　?。?）開發(fā)的可燃混合物供給系統(tǒng)實現(xiàn)了計算機自動控制，有效減少了人為操作帶來的隨機誤差，提高了實驗效率。其中配氣子系統(tǒng)利用質(zhì)量流量控制器與PLC可編程控制器實現(xiàn)了基于質(zhì)量法的氣體混合物的自動配制；而配液子系統(tǒng)利用液體泵實現(xiàn)了液體的自動配制。
　?。?）利用該可燃混合物供給系統(tǒng)進(jìn)行了給定條件下甲烷和乙醇燃料的預(yù)混層流火焰實驗，測