一种文丘里预混的旋流燃烧实验台制造技术

本发明专利技术公开了一种文丘里预混的旋流燃烧实验台，包括氮气气瓶、甲烷气瓶、氧气气瓶、阀门、流量计、连接管道、文丘里管、三通管、弯头、旋流框外连接管、旋流燃烧器、点火器和实验台，旋流燃烧器包括燃烧室、燃烧器前盖、中部旋流框、燃烧器后盖、螺杆和螺帽，燃烧室包括燃烧室前段、燃烧室后段、烟道、点火器、观察孔和安全阀。甲烷与氮气通过文丘里管均匀混合，氧气与氮气通过文丘里管均匀混合，再切向进入旋流燃烧器充分燃烧。调整不同气瓶的阀门开度，可以调节各自气体的流量，改变气体的混合比。本发明专利技术可以实现不同混合比的气体均匀混合。

A kind of swirl combustion test-bed with venturi premixing

【技术实现步骤摘要】
一种文丘里预混的旋流燃烧实验台
本专利技术涉及气体预混燃烧，特别是涉及一种文丘里预混的旋流燃烧实验台。
技术介绍
文丘里管具有结构简单和稳定耐用等诸多优点，在生产和生活等多种实践领域具有广阔的应用前景，比如测量流量和实现气体混合等。利用三通管预混的气体不够均匀，预混气体直接燃烧可能会由于气体混合比例不当、混合不充分导致混合气体不能充分燃烧，在燃烧过程中影响火焰稳定，甚至还有可能导致局部混合气体达到爆炸浓度极限引发安全事故。因此，一种文丘里预混的旋流燃烧实验台成为本领域的技术关键之一。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种文丘里预混的旋流燃烧实验台，能够实现甲烷与氮气，氮气与氧气的按比例充分混合，同时，旋流燃烧器还可以实现混合气体的充分燃烧，工业过程的许多废气的可燃成分很低，所以，甲烷与氮气混合是为了模拟不同浓度的低浓度燃气(为了叙述方便，下文“甲烷与氮气的混合气体”也可以简称“甲烷混合气体”)，而氮气与氧气混合是为了模拟不同浓度的氧气(为了叙述方便，下文“氧气与氮气的混合气体”也可以简称“氧气混合气体”)。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种文丘里预混的旋流燃烧实验台，包括氮气气瓶a1、甲烷气瓶b2、氧气气瓶c3、氮气气瓶d4、阀门a5、阀门b6、阀门c7、阀门d8、流量计a9、流量计b10、流量计c11、流量计d12、连接管道a13、连接管道b14、文丘里管a15、文丘里管b16、连接管道c17、连接管道d18、连接管道e19、连接管道f20、三通管a21、三通管b22、连接管道g23、弯头a24、连接管道h25、弯头b26、弯头c27、旋流框外连接管a28、连接管道i29、弯头d30、连接管道j31、弯头e32、弯头f33、旋流框外连接管b34、旋流燃烧器35、连接管道k36、弯头g37、连接管道l38、弯头h39、旋流框外连接管c40、连接管道m41、弯头i42、连接管道n43、弯头j44、旋流框外连接管d45和实验台46。所述氮气气瓶a1、阀门a5、流量计a9和连接管道a13通过法兰依次连接，构成第一氮气气体管路，阀门a5可以调节氮气气体流量；甲烷气瓶b2、阀门b6、流量计b10和连接管道c17通过法兰依次连接，构成甲烷气体管路，阀门b6可以调节甲烷气体流量。所述第一氮气气体管路与甲烷气体管路在文丘里管a15处汇合，文丘里管a15、连接管道e19和三通管a21的进口通过法兰依次连接，三通管a21将混合气体分为两路输送：三通管a21的一侧出口、连接管道g23、弯头a24、连接管道h25、弯头b26、弯头c27和旋流框外连接管a28通过法兰依次连接，与旋流燃烧器35的燃烧器入口a3531连接，构成甲烷和氮气混合气体的第一输送管路；三通管a21的另一侧出口、连接管道i29、弯头d30、连接管道j31、弯头e32、弯头f33和旋流框外连接管b34通过法兰依次连接，与旋流燃烧器35的燃烧器入口c3533连接，构成甲烷和氮气混合气体的第二输送管路。所述氮气气瓶d4、阀门d8、流量计d12和连接管道b14通过法兰依次连接，构成第二氮气气体管路，阀门d8可以调节氮气气体流量；氧气气瓶c3、阀门c7、流量计c11和连接管道d18通过法兰依次连接，构成氧气气体管路，阀门c7可以调节氧气气体流量。所述第二氮气气体管路与氧气气体管路在文丘里管b16处汇合，文丘里管b16、连接管道f20和三通管b22的进口通过法兰依次连接，三通管b22将混合气体分为两路输送：三通管b22的一侧出口、连接管道k36、弯头g37、连接管道l38、弯头h39和旋流框外连接管c40通过法兰依次连接，与旋流燃烧器35的燃烧器入口b3532连接，构成氧气和氮气混合气体的第一输送管路；三通管b22的另一侧出口、连接管道m41、弯头i42、连接管道n43、弯头j44和旋流框外连接管d45通过法兰依次连接，与旋流燃烧器35的燃烧器入口d3534连接，构成氧气和氮气混合气体的第二输送管路。所述文丘里管a15包括入口直管段151、渐缩段152、喉部156、渐扩段157、出口直管段158、外引射孔153、环状管道154和内引射孔组155，内引射孔组155包括内引射孔a1551、内引射孔b1552、内引射孔c1553和内引射孔d1554，主流气体氮气流过文丘里管喉部156时，由于压差作用，会将外部气体甲烷经由内引射孔a1551、内引射孔b1552、内引射孔c1553和内引射孔d1554引入文丘里管喉部156的氮气中，实现氮气和甲烷两种气体的混合，得到不同甲烷浓度的氮气和甲烷混合气体，模拟不同燃气浓度的工业废气。所述文丘里管b16包括入口直管段161、渐缩段162、喉部166、渐扩段167、出口直管段168、外引射孔163、环状管道164和内引射孔组165，内引射孔组165包括内引射孔a1651、内引射孔b1652、内引射孔c1653和内引射孔d1654，主流气体氮气流过文丘里管喉部166时，由于压差作用，会将外部气体氧气经由内引射孔a1651、内引射孔b1652、内引射孔c1653和内引射孔d1654引入文丘里管喉部166的氮气中，实现氮气和氧气两种气体的混合，得到不同氧气浓度的氮气和氧气的混合气体，模拟不同氧气浓度的助燃气体。所述旋流燃烧器35包括燃烧室351、燃烧器前盖352、中部旋流框353、燃烧器后盖354、螺杆组355和螺帽组356，螺杆组355包含螺杆a3551、螺杆b3552、螺杆c3553和螺杆d3554，螺帽组356包含螺帽a3561、螺帽b3562、螺帽c3563和螺帽d3564，中部旋流框353包括燃烧器入口a3531、燃烧器入口b3532、燃烧器入口c3533、燃烧器入口d3534、通孔a3535、通孔b3536、通孔c3537、通孔d3538和中部圆框3539，燃烧室351包括燃烧室前段3511、燃烧室后段3512、烟道3513、点火器3514、观察孔3515和安全阀3516，甲烷和氧气从中部旋流框353的燃烧器入口a3531、燃烧器入口b3532、燃烧器入口c3533和燃烧器入口d3534切向进入燃烧室351。其中，观察孔3515为了观察低浓度燃气与氧气燃烧的情况，安全阀3516是为了保护实验系统。氮气和甲烷气体进入燃烧器的方式为，氮气从氮气气瓶a1流出，依次经过阀门a5、流量计a9、连接管道a13至文丘里管a15，阀门a5可以调节氮气气体流量，甲烷气体从甲烷气瓶b2流出，依次经过阀门b6、流量计b10至文丘里管a15，阀门b6可以调节甲烷气体流量，上述两路气体在文丘里管a15内充分混合后从文丘里管流出，经由连接管道e19至三通管a21分成两路：一路依次经过连接管道g23、弯头a24、连接管道h25、弯头b26、弯头c27和旋流框外连接管a28至旋流燃烧器35的燃烧器入口a3531；另一路依次经由连接管道i29、弯头d30、连接管道j31、弯头e32、弯头f33和旋流框外连接管b34至旋流燃烧器35的燃烧器入口c3533。氮气和氧气进入燃烧器的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种文丘里预混的旋流燃烧实验台，其特征在于：包括氮气气瓶a(1)、甲烷气瓶b(2)、氧气气瓶c(3)、氮气气瓶d(4)、阀门a(5)、阀门b(6)、阀门c(7)、阀门d(8)、流量计a(9)、流量计b(10)、流量计c(11)、流量计d(12)、连接管道a(13)、连接管道b(14)、文丘里管a(15)、文丘里管b(16)、连接管道c(17)、连接管道d(18)、连接管道e(19)、连接管道f(20)、三通管a(21)、三通管b(22)、连接管道g(23)、弯头a(24)、连接管道h(25)、弯头b(26)、弯头c(27)、旋流框外连接管a(28)、连接管道i(29)、弯头d(30)、连接管道j(31)、弯头e(32)、弯头f(33)、旋流框外连接管b(34)、旋流燃烧器(35)、连接管道k(36)、弯头g(37)、连接管道l(38)、弯头h(39)、旋流框外连接管c(40)、连接管道m(41)、弯头i(42)、连接管道n(43)、弯头j(44)、旋流框外连接管d(45)和实验台(46)。/n

【技术特征摘要】
1.一种文丘里预混的旋流燃烧实验台，其特征在于：包括氮气气瓶a(1)、甲烷气瓶b(2)、氧气气瓶c(3)、氮气气瓶d(4)、阀门a(5)、阀门b(6)、阀门c(7)、阀门d(8)、流量计a(9)、流量计b(10)、流量计c(11)、流量计d(12)、连接管道a(13)、连接管道b(14)、文丘里管a(15)、文丘里管b(16)、连接管道c(17)、连接管道d(18)、连接管道e(19)、连接管道f(20)、三通管a(21)、三通管b(22)、连接管道g(23)、弯头a(24)、连接管道h(25)、弯头b(26)、弯头c(27)、旋流框外连接管a(28)、连接管道i(29)、弯头d(30)、连接管道j(31)、弯头e(32)、弯头f(33)、旋流框外连接管b(34)、旋流燃烧器(35)、连接管道k(36)、弯头g(37)、连接管道l(38)、弯头h(39)、旋流框外连接管c(40)、连接管道m(41)、弯头i(42)、连接管道n(43)、弯头j(44)、旋流框外连接管d(45)和实验台(46)。


2.根据权利要求1所述的一种文丘里预混的旋流燃烧实验台，其特征在于：所述氮气气瓶a(1)、阀门a(5)、流量计a(9)和连接管道a(13)通过法兰依次连接，构成第一氮气气体管路；甲烷气瓶b(2)、阀门b(6)、流量计b(10)和连接管道c(17)通过法兰依次连接，构成甲烷气体管路。


3.根据权利要求1所述的一种文丘里预混的旋流燃烧实验台，其特征在于：所述第一氮气气体管路与甲烷气体管路在文丘里管a(15)处汇合，文丘里管a(15)、连接管道e(19)和三通管a(21)的进口通过法兰依次连接，三通管a(21)将甲烷和氮气混合气体分为两路输送：三通管a(21)的一侧出口、连接管道g(23)、弯头a(24)、连接管道h(25)、弯头b(26)、弯头c(27)和旋流框外连接管a(28)通过法兰依次连接，与旋流燃烧器(35)的燃烧器入口a(3531)连接，构成甲烷和氮气混合气体的第一输送管路；三通管a(21)的另一侧出口、连接管道i(29)、弯头d(30)、连接管道j(31)、弯头e(32)、弯头f(33)和旋流框外连接管b(34)通过法兰依次连接，与旋流燃烧器(35)的燃烧器入口c(3533)连接，构成甲烷和氮气混合气体的第二输送管路。


4.根据权利要求1所述的一种文丘里预混的旋流燃烧实验台，其特征在于：所述氮气气瓶d(4)、阀门d(8)、流量计d(12)和连接管道b(14)通过法兰依次连接，构成第二氮气气体管路；氧气气瓶c(3)、阀门c(7)、流量计c(11)和连接管道d(18)通过法兰依次连接，构成氧气气体管路。


5.根据权利要求1所述的一种文丘里预混的旋流燃烧实验台，其特征在于：所述第二氮气气体管路与氧气气体管路在文丘里管b(16)处汇合，文丘里管b(16)、连接管道f(20)和三通管b(22)的进口通过法兰依次连接，三通管b(22)将氧气和氮气混合气体分为两路输送：三通管b(22)的一侧出口、连接管道k(36)、弯头g(37)、连接管道l(38)、弯头h(39)和旋流框外连接管c(40)通过法兰依次连接，与旋流燃烧器(35)的燃烧器入口b(3532)连接，构成氧气和氮气混合气体的第一输送管路；三通管b(22)的另一侧出口、连接管道m(41)、弯头i(42)、连接管道n(43)、弯头j(44)和旋流框外连接管d(45)通过法兰依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海军，魏小林，吴东垠，
申请(专利权)人：西安交通大学，中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61