一种冲压发动机燃料燃烧性能测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冲压发动机技术领域，尤其涉及一种冲压发动机燃料燃烧性能测试装置。
【背景技术】
[0002]飞行马赫数大于5的高超音速飞行器是当代航空航天科学技术的发展前沿。冲压发动机作为高超音速飞行器动力装置，由于苛刻的环境温度需要更大的冷却热沉。目前常规使用的热防护措施，如传统的气膜冷却、改进材质和提供钝化的冷却技术等，对飞行器高温部件的热管理已无法满足要求。采用机械致冷系统或非可燃冷却剂等吸热源可以起到有效冷却作用，但会降低飞行器的载荷性能。从飞行器一体化设计角度出发，可燃冷却剂(即吸热型燃料)是最经济和最有效的吸热源。
[0003]在冲压发动机燃料燃烧过程中，对燃烧性能测试的研究十分重要，通过对燃料燃烧特性的监测了解燃料燃烧过程特性以及存在问题，为高性能燃料的开发提供基础数据，也为我国的国防和高、深、空技术提供必要的技术保障。但是目前尚没有合适的装置能对冲压发动机的燃料的燃烧性能进行检测及合理观测，并可以在一定程度上模拟高超飞行器动力装置的超然冲压发动机工作状态。
[0004]鉴于上述【背景技术】的缺陷，本发明提供了一种冲压发动机燃料燃烧性能测试装置。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本发明要解决的技术问题是提供了一种冲压发动机燃料燃烧性能测试装置，可以在一定程度上模拟高超飞行器动力装置的超然冲压发动机工作状态，对冲压发动机的燃料的燃烧性能进行检测及合理观测，既能检测裂解气燃烧性能，同时也能检测液体燃料的燃烧性能。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冲压发动机燃料燃烧性能测试装置，包括:
[0009]燃烧系统，用于将液相燃料雾化后与气相燃料混合并点燃；
[0010]裂解系统，与所述燃烧系统连通，用于为所述燃烧系统提供可控的液相燃料和气相燃料；
[0011 ]火焰数据采集系统，与所述燃烧系统连接，用于检测所述气相和液相燃料混合燃烧的燃烧性能。
[0012]进一步的，所述燃烧系统包括:
[0013]燃烧室，用于将液相燃料雾化后与气相燃料混合形成液气混合燃料，并为所述液气混合燃料提供燃烧和检测空间；其中，所述气相燃料包括经由所述裂解系统裂解后的裂解气；
[0014]点火器，分别与所述燃烧室和火焰数据采集系统连接，用于监测并控制所述燃烧室内的液气混合燃料的燃烧，所述点火器的一端连接有变压器，另一端连接有电极，且所述点火器通过延时控制与火焰数据采集系统连接。
[0015]进一步的，所述燃烧室包括:
[0016]腔体，通过空气分布器分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室设有第一空气进口，以将空气引入所述第一腔室内，并经过所述空气分布器均匀的通入所述第二腔室内，所述第二腔室用于为所述液气混合燃料的燃烧提供燃烧和观测空间；
[0017]液相燃料通道，一端设有液相燃料进口，另一端设有液相燃料出口，所述液相燃料出口设置于第二腔室内，且设有液体雾化器，所述液相燃料进口与第二腔室之间还连通有第二空气进口；
[0018]裂解气通道，一端设有裂解气进口，另一端设有裂解气出口，所述裂解气出口设置于第二腔室内，且与所述液相燃料出口对应设置，以使所述裂解气与液相燃料混合均匀；
[0019]热偶测试口，所述热偶测试口均匀的分布于所述液相燃料通道和裂解气通道的两侧。
[0020]进一步的，所述火焰数据采集系统包括与所述燃烧室对应设置的红外成像仪和高速摄像机，所述红外成像仪和高速摄像机用于监测所述燃烧室内的液气混合燃料的燃烧状
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[0021 ]进一步的，所述裂解系统包括:
[0022]预热器，用于使所述气相燃料预热汽化，包括相互盘旋设置的气相盘管和液相盘管，所述气相盘管和液相盘管均连通有混合器；
[0023]裂解反应器，用于使混合预热汽化后的气相燃料发生裂解反应，所述裂解反应器的一端与混合器连通，另一端通过裂解进料管路与燃烧系统连通；
[0024]气相燃料进料管路，与所述气相盘管连通；
[0025]液相燃料进料管路，与所述燃烧系统连通，或者是与所述液相盘管连通；
[0026]基础燃料管路，与所述液相盘管连通；
[0027]空气进料管路，与所述燃烧系统连通。
[0028]进一步的，所述气相燃料进料管路包括氮气进料管和标准燃料气进料管，所述氮气进料管和标准燃料气进料管并联设置，且与第一气体过滤器、第一减压阀、第一流量计、第一单向阀顺次串联，所述第一单向阀与气相盘管连通;所述第一流量计并联有二级减压阀，所述二级减压阀连通有原料罐，以将减压后的部分所述气相燃料提供给所述原料罐作为密封气体。
[0029]进一步的，所述液相燃料进料管路包括顺次串联设置的第一冷却器、第一液体过滤器、第一精密计量栗和第二单向阀，所述第二单向阀与燃烧系统连通，或者是所述第二单向阀与液相盘管连通。
[0030]进一步的，所述基础燃料管路包括顺次串联设置的第二冷却器、第二液体过滤器、第二精密计量栗和第三单向阀，所述第三单向阀与液相盘管连通。
[0031]进一步的，所述空气进料管路包括顺次连通的第二气体过滤器、第二减压阀、第二流量计和第一气动开关阀，所述第一气动开关阀与燃烧系统连通。
[0032]进一步的，所述裂解进料管路包括顺次串联的背压阀、第二气动开关阀和第四单向阀，所述第四单向阀与燃烧系统连通;所述背压阀和第二气动开关阀之间通过三通球阀分别并联有二级背压阀和缓冲罐，所述二级背压阀连通有气体排空口。
[0033](三)有益效果
[0034]本发明的上述技术方案具有以下有益效果:本发明的冲压发动机燃料燃烧性能测试装置，包括:燃烧系统，用于将液相燃料雾化后与气相燃料混合并点燃;裂解系统，与燃烧系统连通，用于为燃烧系统提供可控的液相燃料和气相燃料;火焰数据采集系统，与燃烧系统连接，用于检测气相和液相燃料混合燃烧的燃烧性能。该冲压发动机燃料燃烧性能测试装置主要用于吸热型碳氢燃料燃烧特性的检测，通过燃烧系统和裂解系统模拟高超飞行器动力装置的超然冲压发动机工作状态，通过火焰数据采集系统对冲压发动机的燃料的燃烧性能进行检测及合理观测，既能检测裂解气燃烧性能，同时也能检测液体燃料的燃烧性能，可以采集记录燃烧火焰的形貌，观测燃烧过程中火焰温度分布，也可以对火焰图像进行图像分析，设备操作简洁方便，安全性高，火焰观察便捷，测温点位较为灵活。
【附图说明】
[0035]图1为本发明实施例的冲压发动机燃料燃烧性能测试装置的结构示意图；
[0036]图2为本发明实施例的燃烧系统的结构示意图；
[0037]图3为本发明实施例的液体雾化器的结构示意图；
[0038]图4为本发明实施例的裂解气喷嘴的结构示意图；
[0039]图5为本发明实施例的空气分布器的结构不意图。
[0040]其中，100、燃烧系统；101、燃烧室；110、空气分布器；111、安装孔；112、透气孔；120、第一空气进口； 130、液相燃料通道；140、裂解气通道；141、裂解气喷嘴；150、热偶测试P ; 160、液体雾化器；161、外壳;162、内管;163、雾化喷嘴;164、第三空气进口 ; 170、第二空气进口； 180、视窗；190、点火器；191、变压器；192、电极;
[0041 ] 200、裂解系统；210、预热器;211、气相盘管;212、液相盘管;213、混合器;220、裂解反应器;230、气相燃料进料管路;231、氮气进料管；232、标准燃料气进料管；233、第一气体过滤器；234、第一减压阀；235、第一流量计；236、第一单向阀；237、二级减压阀；238、原料罐;240、液相燃料进料管路;241、第一冷却器;242、第一液体过滤器;243、第一精密计量栗；244、第二单向阀；250、基础燃料管路;251、第二冷却器;252、第二液体过滤器;253、第二精密计量栗；254、第三单向阀；260、空气进料管路；261、第二气体过滤器；262、第二减压阀；263、第二流量计;264、第一气动开关阀；270、裂解进料管路;271、背压阀；272、第二气动开关阀；273、第四单向阀；274、二级背压阀；275、缓冲罐；
[0042]300、火焰数据采集系统;310、红外成像仪;320、高速摄像机。
【具体实施方式】
[0043]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0044]在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、