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原文传递一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置及方法

专利名称：	一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置及方法，包括模拟富氧气氛罐、供气系统、加热控温系统、多路电点火系统、数据测试采集系统和排气系统；供气系统依次连接外部氧气气瓶、气体流量计、单向阀至富氧气氛罐；加热控温系统中硅橡胶电热板固定在富氧气氛罐内壁，油池加热器固定在富氧气氛罐底部；多路电点火系统包括可调式点火器、点火电极；数据测试采集系统中碳氢传感器、第一氧气传感器延伸至外侧多通道数据采集模块、传输模块和计算机；所述的排气系统分别连接第二氧气传感器和真空泵。本发明模拟实际环境条件下富氧气氛中火箭煤油受热蒸发扩散形成的非均匀浓度场分布以及测试其蒸汽云燃爆特性，可靠性好，实用性强。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国科学技术大学;中国人民解放军63796部队
发明人：	薄兵;晏政;陆守香;朱良平;姚文彬;叶欣;杨泽华;翁应健
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-09T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202211102432.4
公开号：	CN115639246A
代理机构：	北京科迪生专利代理有限责任公司
代理人：	李晓莉
分类号：	G01N25/54;G;G01;G01N;G01N25;G01N25/54
申请人地址：	230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号;
主权项：	1.一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置，其特征在于，包括模拟富氧气氛罐(1)、供气系统、加热控温系统、多路电点火系统、数据测试采集系统和排气系统，所述的模拟富氧气氛罐(1)为密封柱形构造，侧壁上包括观察窗(16)；所述的供气系统包括单向阀(21)、气体流量计(22)和外部氧气气瓶(23)，外部氧气气瓶(23)依次连接单向阀(21)、气体流量计(22)和模拟富氧气氛罐(1)；所述的加热控温系统包括硅橡胶电热板(31)、定温控制器(32)、固定支架(33)和油池加热器(34)；硅橡胶电热板(31)固定在模拟富氧气氛罐(1)内壁上；定温控制器(32)与油池加热器(34)相连；油池加热器(34)通过固定支架(33)固定在模拟富氧气氛罐(1)底部中心；所述的多路电点火系统包括可调式点火器(41)和点火电极(42)，可调式点火器(41)和点火电极(42)相连；所述的数据测试采集系统包括碳氢传感器(51)、第一氧气传感器(52)、多通道数据采集模块(53)、传输模块(54)和压力变送器(7)；点火电极(42)连接多通道数据采集模块(53)；碳氢传感器(51)和第一氧气传感器(52)设置在模拟富氧气氛罐(1)内部；所述的压力变送器(7)固定在模拟富氧气氛罐(1)侧壁；碳氢传感器(51)和第一氧气传感器(52)分别连接多通道数据采集模块(53)；多通道数据采集模块(53)连接传输模块(54)；所述的排气系统包括三通阀(61)、第二氧气传感器(62)和真空泵(63)；真空泵(63)依次连接三通阀(61)、第二氧气传感器(62)和模拟富氧气氛罐(1)。 2.根据权利要求1所述的一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置，其特征在于，定温控制器(32)设置在模拟富氧气氛罐(1)外部，固定支架(33)和油池加热器(34)设置在模拟富氧气氛罐(1)内部。 3.根据权利要求1所述的一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置，其特征在于，点火电极(42)设置在模拟富氧气氛罐(1)内部，可调式点火器(41)设置在模拟富氧气氛罐(1)外部。 4.根据权利要求1所述的一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置，其特征在于，多通道数据采集模块(53)和传输模块(54)设置在模拟富氧气氛罐(1)外部。 5.根据权利要求1所述的一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置，其特征在于，所述的模拟富氧气氛罐(1)内部安装龙门型直线模组(9)，所述点火电极(42)、碳氢传感器(51)、第一氧气传感器(52)均固定在龙门型直线模组(9)上。 6.根据权利要求1所述的一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置，其特征在于，所述的模拟富氧气氛罐(1)固定安装有泄压阀(8)。 7.根据权利要求5所述的一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置，其特征在于，所述龙门型直线模组(9)包括龙门型直线模组支架(91)、龙门型直线模组步进电机(92)和连接孔板(93)；龙门型直线模组支架(91)包括丝杆(94)和定位支架；定位支架通过连接孔板(93)固定在丝杆(94)上；每个定位支架上设置有碳氢传感器(51)和第一氧气传感器(52)；每个定位支架的一端设置有点火电极(42)；龙门型直线模组步进电机(92)安装在丝杆(94)上。 8.根据权利要求1所述的一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验装置，其特征在于，多个温度反馈热电偶分别固定在油池加热器(34)上方不同高度处、油池加热器的油池底部中心和硅橡胶电热板(31)上。 9.一种模拟富氧气氛中非均匀火箭煤油蒸汽云燃爆实验方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一所述的实验装置，所述方法包括如下步骤：检查气密性，关闭供气系统的单向阀(21)开关，开启排气系统的真空泵(63)，监测压力变送器(7)的数值到预设值，关闭真空泵(63)，并开启供气系统和外部氧气气瓶(23)，通过进气吹扫将预定浓度氧气通入模拟富氧气氛罐(1)中，通过排气管道中第二氧气传感器(62)确保模拟富氧气氛罐(1)内部的氧气气氛浓度，等到氧气浓度和压力达到预设值后，关闭外部氧气气瓶(23)，通过定温控制器(32)控制油池加热器(34)和硅橡胶电热板(31)，并监测温度反馈热电偶达到预设值，通过碳氢传感器(51)和第一氧气传感器(52)检测到非均匀浓度场的数值变化，待确定氧气和火箭煤油的当量比后，通过龙门型直线模组(9)确定点火位置，再利用可调式点火器(41)调节点火电极(42)的点火能量进行点火实验，实验结束后打开外部氧气气瓶进行重扫，重复上述步骤，直至实验完毕。