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原文传递一种基于高速射流的爆轰激励系统及方法

专利名称：	一种基于高速射流的爆轰激励系统及方法
摘要：	本发明提供一种基于高速射流的爆轰激励系统，包括激波管，该激波管上设有多个开孔，并通过这些开孔沿激波管的长度方向依次与试验混合气体系统、数据采集系统和射流控制系统配合安装，且该激波管的末端设有所述点火系统；所述数据采集系统包括等间隔地插设于激波管的所述开孔的多个光纤传感器和多个冲击波探针，射流控制系统和点火系统均与一控制面板相连。本发明还提供一种爆轰激励方法。本发明的基于高速射流的爆轰激励系统通过高速射流与火焰相互作用，通过高速射流对爆轰产生激励，因此，能够达到较小的阻塞比，有效地缩短燃烧转爆轰距离，并减小整个爆轰过程的总压损失。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海交通大学
发明人：	张博;刘洪;代廷楷;程俊;李元昌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910497759.8
公开号：	CN110220942A
代理机构：	上海智信专利代理有限公司
代理人：	邓琪
分类号：	G01N25/54(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	200240 上海市闵行区东川路800号
主权项：	1.一种基于高速射流的爆轰激励系统，其特征在于，包括激波管(1)，该激波管(1)上设有多个开孔，并通过这些开孔沿激波管(1)的长度方向依次与试验混合气体系统(5)、数据采集系统(2)和射流控制系统(3)配合安装，且该激波管(1)的末端设有所述点火系统；所述数据采集系统(2)包括等间隔地插设于激波管(1)的所述开孔的多个光纤传感器(21)和多个冲击波探针(22)，射流控制系统(3)和点火系统(4)均与一控制面板(6)相连。 2.根据权利要求1所述的基于高速射流的爆轰激励系统，其特征在于，所述光纤传感器(21)的数量多于冲击波探针(22)的数量，每个冲击波探针(22)均与其中一个光纤传感器(21)在沿激波管(1)的长度方向上彼此对应；所述光纤传感器(21)与一光电转化装置(23)相连，所述冲击波探针(22)与一压电信号转化装置(24)相连，且该光电转化装置(23)和压电信号转化装置(24)均与一示波器(25)相连。 3.根据权利要求1所述的基于高速射流的爆轰激励系统，其特征在于，所述数据采集系统(2)还包括一压力传感器(26)。 4.根据权利要求1所述的基于高速射流的爆轰激励系统，其特征在于，所述射流控制系统(3)包括插设于激波管(1)的所述开孔的单向阀(31)、与单向阀(31)相连通的电磁阀(32)以及与电磁阀(32)连通的储气罐(33)。 5.根据权利要求1所述的基于高速射流的爆轰激励系统，其特征在于，所述试验混合气体系统(5)包括两个分别插设于激波管(1)的所述开孔的进出气口(51)、一真空泵(52)、多个气瓶(53)以及与进出气口(51)、真空泵(52)和气瓶(53)均相连的气体混合控制器(54)，气体混合控制器(54)包括分别与进出气口(51)、真空泵(52)和气瓶(53)相连的多个阀门和管路。 6.根据权利要求5所述的基于高速射流的爆轰激励系统，其特征在于，所述气瓶(53)的数量为4个，所述的4个气瓶(53)分别装有燃料、氧气、可燃气体和高压惰性气体，装有惰性气体的气瓶(53)通过所述气体混合控制器(54)与所述射流控制系统(3)相连。 7.一种基于高速射流的爆轰激励方法，其特征在于，包括：步骤S1：提供一基于高速射流的爆轰激励系统，其包括激波管(1)，该激波管(1)上设有多个开孔，并通过这些开孔沿激波管(1)的长度方向依次与试验混合气体系统(5)、数据采集系统(2)和射流控制系统(3)配合安装，且该激波管(1)的末端设有所述点火系统；所述数据采集系统(2)包括等间隔地插设于激波管(1)的所述开孔的多个光纤传感器(21)和多个冲击波探针(22)，射流控制系统(3)和点火系统(4)均与一控制面板(6)相连；步骤S2：采用试验混合气体系统(5)向所述激波管(1)内注入可燃气体；步骤S3：采用所述控制面板(6)触发射流控制系统(3)，以形成高速射流；再间隔一段时间，采用所述控制面板(6)触发点火系统(4)，以在所述驱动管体内形成爆轰波；同时，采用数据采集系统(2)采集和储存数据。 8.根据权利要求7所述的基于高速射流的爆轰激励方法，其特征在于，所述试验混合气体系统(5)包括两个分别插设于激波管(1)的所述开孔的进出气口(51)、一真空泵(52)、多个气瓶(53)以及与进出气口(51)、真空泵(52)和气瓶(53)均相连的气体混合控制器(54)，气体混合控制器(54)包括分别与进出气口(51)、真空泵(52)和气瓶(53)相连的多个阀门和管路，所述数据采集系统(2)还包括一压力传感器(26)；且所述步骤S1还包括：首先，通过打开气体混合控制器(54)的与真空泵(52)相连的阀门，直到将激波管(1)抽至真空状态，随后，通过关闭气体混合控制器(54)的所有阀门，并通过观察压力传感器(26)的示数是否有变化来检测气密性；在所述步骤S2中，所述可燃气体为混合的燃料和氧气，该可燃气体通过打开气体混合控制器(54)的与气瓶(53)的相连的阀门且通过所述进出气口(51)而被注入激波管(1)内。 9.根据权利要求7所述的基于高速射流的爆轰激励方法，其特征在于，触发射流控制系统(3)的时间约为30-100s，间隔时间为20s，触发点火系统(4)的点火时间为50-100s。 10.根据权利要求7所述的基于高速射流的爆轰激励方法，其特征在于，采用数据采集系统(2)采集和储存数据包括：步骤S31：通过数据采集系统(2)的多个光纤传感器(21)和冲击波探针(22)采集所述爆轰波的信号；步骤S32：采用一示波器(25)输出与光纤传感器(21)和冲击波探针(22)采集的信号对应的波形图；并通过后处理方法将光纤传感器(21)和冲击波探针(22)采集的信号的波形图处理至同一时间轴上，并根据信号的先后顺序来判断采集的是爆燃波还是爆轰波的信号；步骤S33，通过所述波形图获取所述爆轰波在每两个相邻光纤传感器(21)之间的平均速度与每两个相邻冲击波探针(22)之间的平均速度，并存储。
所属类别：	发明专利