层流预混平焰燃烧器及其操作方法

本发明涉及燃烧器制造，具体而言，涉及一种层流预混平焰燃烧器和所述层流预混平焰燃烧器的操作方法。

背景技术：

1、燃烧是一种伴随化学反应的流动现象，是人类生产生活中必不可少的能量转换途径，几乎遍布于工业生产的所有领域。了解燃烧过程背后的机理，对于提高燃烧效率、降低环境污染、设计特殊燃烧过程具有重要意义。然而，燃烧过程极其复杂，包含化学反应、传热传质、流体运动等综合过程，其机理研究已成为当今一大难题。在燃烧科研领域，常常需要产生一些简化后的特殊火焰以利于研究，层流预混平面火焰便是其中之一，其用途广泛，可用于激光燃烧诊断技术的标准火焰标定源、微重力火焰研究、碳烟生成机理研究等。

2、相关技术中的平焰燃烧器，能产生稳定的平面火焰，但制造工艺复杂，价格高昂，制造困难。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种层流预混平焰燃烧器，该层流预混平焰燃烧器具有火焰稳定、火焰平整、火温均匀、结构简单、制造方便、成本低等优点。

2、本发明还提出一种所述层流预混平焰燃烧器的操作方法。

3、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种层流预混平焰燃烧器，所述层流预混平焰燃烧器包括：圆管壳体；多个气体管，多个所述气体管轴向平行且均沿所述圆管壳体轴向定向，多个所述气体管包括多个内层管和多个外层管，所述内层管与预混燃气气源连通，所述外层管与保护气气源连通，多个所述外层管紧密排列在所述圆管壳体的径向内侧，在所述圆管壳体的径向上多个所述内层管紧密排列在多个所述外层管内侧，每个所述气体管至少与三个所述气体管相切以使多个所述气体管依靠摩擦力紧密设置在所述圆管壳体内，多个所述气体管的上端与所述圆管壳体的上端平齐；冷却管，所述冷却管紧密盘绕在所述圆管壳体的外周面，所述冷却管与循环冷却液源连通。

4、根据本发明实施例的层流预混平焰燃烧器，具有火焰稳定、火焰平整、火温均匀、结构简单、制造方便、成本低等优点。

5、另外，根据本发明上述实施例的层流预混平焰燃烧器还可以具有如下附加的技术特征：

6、根据本发明的一个实施例，多个所述外层管排列为在所述圆管壳体的径向上的1-3层，每层包括沿所述圆管壳体的周向紧密排列的多个所述外层管。

7、根据本发明的一个实施例，所述内层管的外径小于等于1.3毫米。

8、根据本发明的一个实施例，所述气体管和所述圆管壳体均为耐高温材料件。

9、根据本发明的一个实施例，所述圆管壳体的外径为31-41毫米且内径为27-37毫米。

10、根据本发明的一个实施例，所述气体管和所述圆管壳体的轴向长度相等且为10-20毫米。

11、根据本发明的一个实施例，所述冷却管的外表面涂覆有导热泥。

12、根据本发明的一个实施例，所述冷却管设置在所述圆管壳体的下部。

13、根据本发明的一个实施例，所述保护气气源为氮气气源、氦气气源或氩气气源。

14、根据本发明的第二方面的实施例提出一种根据本发明的第一方面的实施例所述的层流预混平焰燃烧器的操作方法，包括以下步骤：

15、向所述内层管中通入预混燃气；

16、点燃所述预混燃气；

17、向所述外层管中通入保护气；

18、向所述冷却管中通入循环冷却液，开始实验；

19、实验结束后，依次切断所述预混燃气、所述保护气和所述循环冷却液。

20、根据本发明实施例的层流预混平焰燃烧器的操作方法，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的层流预混平焰燃烧器，具有火焰稳定、火焰平整、火温均匀等优点。

21、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种层流预混平焰燃烧器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的层流预混平焰燃烧器，其特征在于，多个所述外层管排列为在所述圆管壳体的径向上的1-3层，每层包括沿所述圆管壳体的周向紧密排列的多个所述外层管。

3.根据权利要求1所述的层流预混平焰燃烧器，其特征在于，所述内层管的外径小于等于1.3毫米。

4.根据权利要求1所述的层流预混平焰燃烧器，其特征在于，所述气体管和所述圆管壳体均为耐高温材料件。

5.根据权利要求1所述的层流预混平焰燃烧器，其特征在于，所述圆管壳体的外径为31-41毫米且内径为27-37毫米。

6.根据权利要求1所述的层流预混平焰燃烧器，其特征在于，所述气体管和所述圆管壳体的轴向长度相等且为10-20毫米。

7.根据权利要求1所述的层流预混平焰燃烧器，其特征在于，所述冷却管的外表面涂覆有导热泥。

8.根据权利要求1所述的层流预混平焰燃烧器，其特征在于，所述冷却管设置在所述圆管壳体的下部。

9.根据权利要求1所述的层流预混平焰燃烧器，其特征在于，所述保护气气源为氮气气源、氦气气源或氩气气源。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的层流预混平焰燃烧器的操作方法，其特征在于，包括以下步骤:

技术总结
本发明公开了一种层流预混平焰燃烧器及其操作方法，层流预混平焰燃烧器包括：圆管壳体；多个气体管，多个气体管轴向平行且均沿圆管壳体轴向定向，多个气体管包括多个内层管和多个外层管，内层管与预混燃气气源连通，外层管与保护气气源连通，多个外层管紧密排列在圆管壳体的径向内侧，在圆管壳体的径向上多个内层管紧密排列在多个外层管内侧，每个气体管至少与三个气体管相切以使多个气体管依靠摩擦力紧密设置在圆管壳体内，多个气体管的上端与圆管壳体的上端平齐；冷却管，冷却管紧密盘绕在圆管壳体的外周面。根据本发明实施例的层流预混平焰燃烧器具有火焰稳定、火焰平整、火温均匀、结构简单、制造方便、成本低等优点。

技术研发人员：沈畅,邵森,郭祺峰,游小清
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12