专利名称：一种强迫对流环境下扩散火焰实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扩散火焰实验装置，特别是在强迫对流环境下扩散火焰实验装置。
背景技术：
扩散火焰燃烧环境的主要影响因素之一是强迫对流条件，研究强迫对流条件对扩散火焰高度、宽度、颜色、振荡频率等特征的影响对深入了解扩散火焰的燃烧机理和火灾图像探测技术的应用有十分重要的意义，但是如何获得不同流场下扩散火焰特征一直没有合适的装置。目前国内外研究者多在燃烧舱室内进行扩散火焰实验，现有扩散火焰装置包括燃烧舱室、扩散火焰产生装置、数据采集器等，所述扩散火焰产生装置包括点火装置、燃烧器和气体供应装置，点火装置和燃烧器在燃烧舱室内部，燃烧舱室内部还有集烟罩，所述集烟罩放置在燃烧舱室内火焰上部中心处，底面朝下；所述燃烧器为不锈钢管，所述点火装置为电热丝线圈点火。现有装置只能研究静止空气环境下扩散火焰的高度、宽度、颜色、振荡频率等特征，不能产生强迫对流环境。
发明内容
本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种强迫对流环境下扩散火焰实验装置，该实验装置可以产生强迫对流环境，并改进现有的点火装置，使得点火装置不影响本发明所创造的强迫对流环境。本发明的技术解决方案一种强迫对流环境下扩散火焰实验装置，燃烧舱室、燃烧器、可伸缩自动点火装置、强迫对流产生装置、燃料供应室；所述强迫对流产生装置具体包括通风管道、风机、微孔铝蜂窝芯、风速调节装置、机盒等；其特征在于将现有扩散火焰装置燃烧舱室内的集烟罩和顶盖去掉，所述燃烧舱室为长方体形，所述通风管道整体为直角形，直角处为圆弧过渡，安装在燃烧舱室内部，通风管道进风口固定在燃烧舱室侧壁上，与外界环境相通，出风口处固定有所述风机，水平放置，燃烧舱室内风机上方上下排列有两片所述微孔铝蜂窝芯，两片所述微孔铝蜂窝芯之间留有一定距离，所述微孔铝蜂窝芯为长方体形的多孔平板，与所述燃烧舱室侧壁为固定连接，燃烧舱室内微孔铝蜂窝芯上方为扩散火焰燃烧空间，燃烧器固定在微孔铝蜂窝芯上，风机采用正压送风的方式通过通风管道将环境空气吹入燃烧空间，所述机盒为长方体形，放置在燃烧舱室外部侧面，机盒内有三个直流电源和一个无线遥控模块，其中一个直流电源与无线遥控模块相连，并有控制该无线遥控模块工作的无线遥控开关，无线遥控开关为一个可移动的遥控开关，用于人工操作控制， 另一个直流电源与两个时间继电器和电磁铁相连，无线遥控模块的一路开关与时间继电器相连，第三个直流电源与风机相连，机盒外部的侧面固定有与所述风机相连的电源开关和风速调节装置，用于控制所述风机风速，燃烧舱室外部另一侧面为燃料供应室，内部固定有低压气瓶，低压气瓶出口固定安装有减压阀，减压阀出口的气体管道上固定安装有流量控制器，流量控制器出口的气体管道通过T型接头与燃烧器相连。
所述可伸缩自动点火装置包括保护腔体，保护腔体为长方体形，其内设有一端与所述保护腔体固定连接的弹簧和与所述弹簧右端固定连接的铁管，电磁铁与所述直流电源相连，且与铁管均位于所述弹簧的另一端，绝缘管与保护腔体之间为活动连接，且与所述铁管固定连接，其内部嵌有两根铁棒且伸出绝缘管一段距离与电热丝相连，所述绝缘管的端部固定有保护帽，保护腔体内部底面还固定有第一时间继电器和第二时间继电器，外部侧面固定有与所述电磁铁相连的手动开关；铁管、绝缘管、两根铁棒、保护帽均为圆柱形，铁管和保护帽的直径大于绝缘管直径，放好后上下方向为径向方向，绝缘管位于微孔铝蜂窝芯上方，绝缘管与燃烧舱室为活动连接，电磁铁与铁管相贴，通电后与铁管相吸，第一时间继电器处于常开状态，第二时间继电器处于常闭状态，时间继电器用于控制所述直流电源供电时间。本发明与现有技术相比的优点在于(1)本发明在现有扩散火焰实验装置中加入了强迫对流产生装置，实现了在一些环境模拟的实验装置(如低压舱、高压舱)的强迫对流条件下扩散火焰实验。(2)本发明将点火装置设计成可伸缩自动点火装置，使得点火装置不影响本发明所创造的强迫对流环境。(3)本发明可以应用于研究强迫对流环境下扩散火焰高度、宽度、颜色、振荡频率等特征变化，为深入了解扩散火焰的燃烧机理和火灾图像探测技术的应用都有十分重要的意义，对上述研究领域的研究均能提供实验研究的支撑。
图1为本发明的扩散火焰实验装置布置示意图；图2为本发明中可伸缩自动点火装置示意图；图3为本发明中机盒的内部结构示意图。图中1、燃烧舱室，2、点火装置，3、微孔铝蜂窝芯，4、机盒，5、风机，6、通风管道，7、 玻璃窗口，8、燃烧器，9、减压阀，10、低压气瓶，11、流量控制器，12、摄像机，13、弹簧，14、保护腔体，15、铁管，16、保护帽，17、第一时间继电器，18、第二时间继电器，19、手动开关20、电磁铁，21、绝缘管，22、铁棒，23、电热丝，对、无线遥控模块，25、电源开关，沈、无线遥控开关， 27、直流电源，观、风速调节装置。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括燃烧舱室1、燃烧器8、可伸缩自动点火装置2、强迫对流产生装置、机盒4、燃料供应室。燃烧舱室1为长方体形，通风管道6整体为直角形，直角处为圆弧过渡，安装在燃烧舱室1内部，通风管道6进风口固定在燃烧舱室1侧壁上，与外界环境相通，出风口处固定有风机5，水平放置，燃烧舱室1内风机5上方上下排列有两片所述微孔铝蜂窝芯3，两片所述微孔铝蜂窝芯3之间留有一定距离，所述微孔铝蜂窝芯3为长方体形的多孔平板，与所述燃烧舱室1侧壁为固定连接，燃烧舱室1内微孔铝蜂窝芯3上方为扩散火焰燃烧空间，燃烧器8固定在微孔铝蜂窝芯3上，风机5采用正压送风的方式通过通风管道6将环境空气吹入燃烧空间，机盒4为长方体形，放置在燃烧舱室1外部侧面，机盒 4内有三个直流电源27和一个无线遥控模块对，其中一个直流电源与无线遥控模块M相连，另一个直流电源与两个时间继电器和电磁铁20相连，无线遥控模块M的一路开关与两个时间继电器相连，第三个直流电源与风机5相连，机盒4外部的侧面固定有与所述风机5 相连的电源开关25和风速调节装置观，用于控制所述风机5风速，控制所述无线遥控模块 24工作的无线遥控开关沈为一个可移动的遥控开关，用于人工操作控制，燃烧舱室1外部另一侧面为燃料供应室，内部固定有低压气瓶10，低压气瓶10出口固定安装有减压阀9，减压阀9出口的气体管道上固定安装有流量控制器11，流量控制器11出口的气体管道通过T 型接头与燃烧器8相连；可伸缩自动点火装置2包括保护腔体14，保护腔体14为长方体形， 其内设有一端与保护腔体14固定连接的弹簧13和与弹簧13右端固定连接的铁管15，电磁铁20与电源27相连，且与铁管15均位于所述弹簧13的另一端，绝缘管21与保护腔体14 之间为活动连接，且与所述铁管15固定连接，其内部嵌有两根铁棒22且伸出绝缘管21 — 段距离与电热丝23相连，所述绝缘管21的端部固定有保护帽16，保护腔体14内部底面还固定有第一时间继电器17和第二时间继电器18，外部侧面固定有与所述电磁铁20相连的手动开关19 ；铁管15、绝缘管21、两根铁棒22、保护帽16均为圆柱形，铁管15和保护帽16 的直径大于绝缘管21直径，放好后上下方向为径向方向，绝缘管21位于微孔铝蜂窝芯3上方，绝缘管21与燃烧舱室1为活动连接，电磁铁20与铁管15相贴，通电后与铁管15相吸， 第一时间继电器17处于常开状态，第二时间继电器18处于常闭状态。所述电热丝23放在燃烧器8出口处上方，用于点燃气体。低压气瓶10的大小、电热丝23的材料和长度、时间继电器的设定时间、喷嘴的直径等均可根据实验需要来确定。实验过程中，所用参数采集仪器可根据实验需要确定，本发明实施例采用摄像机 12采集火焰的图像信息，整个实验过程中，摄像机12处于开机摄像状态，本发明中燃烧舱室1侧面有玻璃窗口 7。过程如下打开风机电源开关25，直流电源27为风机提供电源，风机开始工作，产生空气流场，通过调节风速调节装置观达到实验所需风速，环境空气通过通风管道6输送至燃烧舱室1，气流首先经过一片微孔铝蜂窝芯3的稳流后进入一段空间，再经过第二片微孔铝蜂窝芯3使得气流分布更均勻和稳定，最后进入燃烧器8所在空间，即扩散火焰燃烧空间，打开减压阀9，低压气瓶10内的燃料气体通过气体管道输送至燃烧器8，调节流量控制器11至实验所需气体燃料的流速，气体燃料进入强迫对流环境；按下手动开关19，直流电源27为电磁铁20供电，铁管15在电磁铁20吸力的作用下在保护腔体14中移动，并将弹簧13拉伸，同时绝缘管21伸到燃烧器8上方，按下无线遥控开关沈的一路开关，无线遥控模块M 的一路开关闭合，直流电源27为第一时间继电器和第二时间继电器供电，第一时间继电器 17在设定时间内闭合，电热丝23通电开始点火，第二时间继电器18在设定时间内断开，电热丝23和电磁铁20断电，点火完成，电磁铁20对铁管15的吸力消失，铁管15和与铁管相连的绝缘管21在弹簧的恢复力作用下缩回到保护腔体14中；气流的改变使得燃烧环境发生改变，影响了火焰的空气卷吸，使得扩散火焰的高度、宽度等参数特征发生改变，因通风管道6与环境相通，燃烧舱室1上部开放，故本发明根据实验需要可直接放置在不同环境下进行实验。
权利要求
1.一种强迫对流环境下扩散火焰实验装置，其特征在于包括燃烧舱室(1)、燃烧器 ⑶、可伸缩自动点火装置⑵、强迫对流产生装置、燃料供应室和机盒⑷；通风管道(6)安装在燃烧舱室(1)内部，通风管道(6)进风口固定在燃烧舱室(1)侧壁上，与外界环境相通，通风管道(6)出风口处固定有风机(5)，燃烧舱室(1)内风机( 上方上下排列有两片微孔铝蜂窝芯(3)，所述两片微孔铝蜂窝芯(3)之间留有距离，微孔铝蜂窝芯(3)与燃烧舱室(1)侧壁为固定连接，微孔铝蜂窝芯C3)上方为扩散火焰燃烧空间；燃烧器(8)固定在微孔铝蜂窝芯(3)上；风机(5)采用正压送风的方式通过通风管道(6)将环境空气吹入燃烧空间；机盒(4)放置在燃烧舱室(1)外部侧面，机盒内有三个直流电源07)和一个无线遥控模块(M)，并配有控制该无线遥控模块04)工作的无线遥控开关( )，无线遥控开关06)为一个可移动的遥控开关，用于人工操作控制，其中第一个直流电源(XT)与无线遥控模块04)相连，第二个直流电源(XT)与两个时间继电器和电磁铁00)相连，无线遥控模块04)的一路开关与两个时间继电器相连，第三个直流电源(XT)与风机( 相连，机盒 (4)外部的侧面固定有与风机( 相连的电源开关0 和风速调节装置( )，用于控制风机(5)风速；可伸缩自动点火装置(2)放在燃烧器⑶出口处上方，用于点燃气体。
2.根据权利要求1所述的强迫对流环境下扩散火焰实验装置，其特征在于所述可伸缩自动点火装置⑵包括保护腔体(14)，所述保护腔体(14)内设有一端与保护腔体(14) 固定连接的弹簧(1 和与弹簧(1 一端固定连接的铁管(1 ；电磁铁00)与第二个直流电源(XT)相连，且与铁管(15)均位于弹簧(13)的另一端；绝缘管与保护腔体(14) 之间为活动连接，且与铁管(1 固定连接，绝缘管内部嵌有两根铁棒0 且伸出绝缘管(21) —段距离与电热丝03)相连，绝缘管的端部固定有保护帽(16)，保护腔体(14)内部底面还固定有第一时间继电器(17)和第二时间继电器(18)，保护腔体(14)外部侧面固定有与电磁铁00)相连的手动开关(19)；绝缘管位于微孔铝蜂窝芯(3)上方，绝缘管与燃烧舱室(1)为活动连接，电磁铁00)与铁管(15)相贴，通电后与铁管(15)相吸，第一时间继电器(17)处于常开状态，第二时间继电器(18)处于常闭状态，电热丝03)放在燃烧器(8)出口处上方，用于点燃气体。
3.根据权利要求1所述的强迫对流环境下扩散火焰实验装置，其特征在于所述微孔铝蜂窝芯C3)为长方体形的多孔平板。
4.根据权利要求2所述的强迫对流环境下扩散火焰实验装置，其特征在于所述保护腔体(14)为长方体形。
5.根据权利要求2所述的强迫对流环境下扩散火焰实验装置，其特征在于所述铁管 (15)、绝缘管(21)、两根铁棒(22)、保护帽(16)均为圆柱形，铁管(15)和保护帽(16)的直径大于绝缘管直径，放好后上下方向为径向方向。
6.根据权利要求1所述的强迫对流环境下扩散火焰实验装置，其特征在于所述燃烧舱室(1)为长方体形，通风管道(6)整体为直角形，直角处为圆弧过渡。
全文摘要
一种强迫对流环境下扩散火焰实验装置，可用于研究扩散火焰高度、宽度、颜色、振荡频率等特征受强迫对流速度的影响，具体是在现有扩散火焰实验装置中加入强迫对流产生装置，并将现有的点火装置改为可伸缩自动点火装置，使得点火装置不影响本发明所创造的强迫对流环境。本发明的强迫对流环境下扩散火焰实验装置，对研究扩散火焰的燃烧机理具有十分重要的意义。
文档编号F27B17/02GK102322739SQ201110211328
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者关劲夫, 张单, 张永明, 方俊, 王进军 申请人:中国科学技术大学