一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置及方法，属于新概念的非定常燃烧领域。本发明专利技术的模拟装置，其位移机构包括固定支架和齿条组件，固定支架沿第二方向设置并与波转子通道保持相对静止，齿条组件滑动连接在固定支架上，点火机构固定设置在齿条组件的固定夹上；驱动机构通过传动机构与位移机构传动连接，并用于驱使齿条组件相对于固定支架滑动，以使点火机构相对于沿第一方向设置的波转子通道在第二方向上移动，完成波转子相对于定子的旋转时序的完全模拟，提高了所获得模拟数据的准确度。利用本发明专利技术的模拟装置对波转子的点火和燃烧过程进行模拟，其方法简单，所获得的模拟数据更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置及方法
本专利技术涉及新概念的非定常燃烧
，更具体地说，涉及一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置及方法。
技术介绍
内燃波转子是基于非定常波实现的能量快速交换的增压燃烧装置，具有大幅度提高推进系统热力循环效率的潜力，由于内燃波转子结构及工作过程的特殊性，要求点火源具有足够高的点火频率和点火能量，热射流点火无疑是内燃波转子理想的点火方式。静止射流点火在推进系统中具有广泛的应用，但针对内燃波转子这类特殊的点火需求，关于横向移动射流点火的理论与应用研究尚处于萌芽阶段，国内外对于移动射流点火的研究较为少见，且存在明显不足。为解决上述问题，公开号为CN106124217B的中国专利公开了一种单通道内燃波转子实验装置，该实验装置包括闸阀支架、闸阀、波转子通道、微调移动平台、水冷系统及管路系统，该装置的特点在于利用移动滑块的平移运动等效替代波转子相对于定子的旋转时序，模拟内燃波转子的点火及燃烧过程。然而，闸阀通过重力进行自由落体运动模拟波转子相对于定子的旋转时序时，由于波转子通道的速度在重力加速度的影响下连续变换，无法实现波转子相对于定子的旋转时序完全的等效替代，造成获得的模拟数据不够准确。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中波转子点火及燃烧过程所获得的数据不够准确的不足，提供一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置，旨在实现点火机构相对于波转子通道做匀速直线运动以完全模拟波转子相对于定子的旋转时序，从而提高所获得的模拟数据的准确性。本专利技术的另一目的在于提供一种内燃波转子点火与燃烧模拟方法，该方法利用点火机构相对于波转子通道匀速直线运动以模拟波转子点火及燃烧过程，方法简单，所获得的模拟数据更加准确。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置，包括平行于第一方向设置的波转子通道，以及用于点燃所述波转子通道内气体的点火机构，以及，位移机构，所述位移机构包括固定支架和齿条组件，所述固定支架沿第二方向设置并与所述波转子通道保持相对静止；所述齿条组件滑动连接在所述固定支架上，所述点火机构固定设置在所述齿条组件的固定夹上；驱动机构，所述驱动机构的电机用于驱使所述齿条组件相对于所述固定支架滑动，以使所述点火机构相对于所述波转子通道在第二方向上移动；传动机构，所述传动机构包括传动轴组件，所述传动轴组件用于将所述电机与齿条组件传动连接。进一步地，所述齿条组件包括齿条、滑动板和固定夹，所述滑动板包括连接部，所述固定夹连接在所述滑动板的板面上，所述齿条设置在所述滑动板一侧的边沿上，所述滑动板另一侧的边沿上设置有滑动板滑块，所述固定支架上开设有与所述滑动板滑块滑动配合的滑动板滑槽。进一步地，所述固定夹包括固定部、第一夹持部和第二夹持部，所述固定部连接在所述连接部的连接槽上，所述第一夹持部连接在所述固定部上，所述第二夹持部能够相对于所述第一夹持部运动以将所述点火机构夹持在所述第一夹持部和第二夹持部之间。进一步地，所述第一夹持部上开设有夹持孔，用紧固螺栓穿过所述夹持孔以将所述点火机构锁紧。进一步地，所述传动机构包括传动支架和可转动地连接在所述传动支架上的传动轴组件，所述传动支架连接在所述固定支架上；所述传动轴组件包括传动轴，以及设置在所述传动轴上的第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述电机传动配合，所述第二传动齿轮与所述齿条传动配合。进一步地，所述齿条两端中的至少一端上设置有限位件，所述限位件与所述第二传动齿轮配合。进一步地，所述驱动机构包括支撑支架和安装支架，所述电机支撑在所述支撑支架和安装支架上，所述安装支架上连接有安装环，所述安装环能够相对于所述安装支架运动以将所述电机固定。进一步地，还包括端板，所述固定支架上对称设置有两个端板导轨，所述端板滑动设置在两个所述端板导轨之间；所述端板上开设有射流孔，所述点火机构的喷管焊接在所述端板上所述射流孔位置处。进一步地，所述端板沿第二方向的长度满足：其中，l为端板沿第二方向的长度，单位为；γ为所模拟的波转子转速，单位为转/秒；v为与所模拟的波转子转速相对应的波转子通道线速度，单位为米/秒；t为电机的加速时间，单位为秒；θ1为所模拟的波转子进出口相位差，单位为度；θ2为点火机构的射流点火点距离进口边界的相位差，单位为度；r为射流孔的半径，单位为米；所述射流孔的中心距离所述端板的上边沿距离满足：其中，l1为射流孔的中心距离端板的上边沿距离，单位为米；所述射流孔的中心距离所述端板的下边沿距离满足：其中，l2为射流孔的中心距离端板的下边沿距离，单位为米。本专利技术中利用上述的模拟装置对内燃波转子点火与燃烧进行模拟的方法，包括以下步骤，步骤一：在波转子通道内填充预混气，然后调节点火机构与波转子通道的相对位置；步骤二：对点火机构的射流点火器进行点火，使其产生热射流；步骤三：驱动机构驱使点火机构相对于波转子通道运动并加速至预设速度；步骤四：驱动机构驱使点火机构以预设速度平移通过波转子通道，点火机构对波转子通道中的预混气进行点火，完成内燃波转子点火过程的模拟，期间用高频相机采集点火信息；步骤五：波转子通道内的预混气燃烧结束，完成内燃波转子燃烧过程的模拟，期间用高频相机采集燃烧信息。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的模拟装置，其位移机构包括固定支架和齿条组件，固定支架沿第二方向设置并与波转子通道保持相对静止，齿条组件滑动连接在固定支架上，点火机构固定设置在齿条组件的固定夹上；驱动机构通过传动机构与位移机构传动连接，并用于驱使齿条组件相对于固定支架滑动，以使点火机构相对于沿第一方向设置的波转子通道在第二方向上移动，完成波转子相对于定子的旋转时序的完全模拟，提高了所获得模拟数据的准确度。(2)本专利技术中，固定支架上对称设置有两个端板导轨，端板滑动设置在两个所述端板导轨之间，且端板上开设有射流孔；射流孔的中心距离端板的上下边沿分别满足和因而能够通过改变端板在第二方向的长度以及射流孔在端板上的相对位置，实现对波转子通道不同工况和工作时序的模拟，从而方便于对不同工况和工作时序下，波转子通道内点火信息和燃烧信息的采集。(3)本专利技术的模拟方法，先利用驱动机构驱使点火机构相对于波转子通道运动并加速至预设速度，然后驱使点火机构以预设速度平移通过波转子通道，从而实现对波转子相对于定子的旋转时序的完全模拟，进而提高了所获得的模拟数据的准确度。附图说明图1为本专利技术的模拟装置结构示意图；图2为本专利技术中固定支架的结构示意图；图3为本专利技术中齿条组件的结构示意图；图4为本专利技术中端板滑槽和滑动板滑槽的结构示意图；图5为本专利技术中固定夹的结构示意图；图6为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置，包括平行于第一方向设置的波转子通道，以及用于点燃所述波转子通道内气体的点火机构，其特征在于：所述波转子通道为可视化波转子通道；所述模拟装置还包括，/n位移机构，所述位移机构包括固定支架和齿条组件，所述固定支架沿第二方向设置并与所述波转子通道保持相对静止；所述齿条组件滑动连接在所述固定支架上，所述点火机构固定设置在所述齿条组件的固定夹上；/n驱动机构，所述驱动机构的电机用于驱使所述齿条组件相对于所述固定支架滑动，以使所述点火机构相对于所述波转子通道在第二方向上移动；/n传动机构，所述传动机构包括传动轴组件，所述传动轴组件用于将所述电机与齿条组件传动连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置，包括平行于第一方向设置的波转子通道，以及用于点燃所述波转子通道内气体的点火机构，其特征在于：所述波转子通道为可视化波转子通道；所述模拟装置还包括，
位移机构，所述位移机构包括固定支架和齿条组件，所述固定支架沿第二方向设置并与所述波转子通道保持相对静止；所述齿条组件滑动连接在所述固定支架上，所述点火机构固定设置在所述齿条组件的固定夹上；
驱动机构，所述驱动机构的电机用于驱使所述齿条组件相对于所述固定支架滑动，以使所述点火机构相对于所述波转子通道在第二方向上移动；
传动机构，所述传动机构包括传动轴组件，所述传动轴组件用于将所述电机与齿条组件传动连接。


2.根据权利要求1所述的一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置，其特征在于：所述齿条组件包括齿条、滑动板和固定夹，所述滑动板包括连接部，所述固定夹连接在所述滑动板的板面上，所述齿条设置在所述滑动板一侧的边沿上，所述滑动板另一侧的边沿上设置有滑动板滑块，所述固定支架上开设有与所述滑动板滑块滑动配合的滑动板滑槽。


3.根据权利要求2所述的一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置，其特征在于：所述固定夹包括固定部、第一夹持部和第二夹持部，所述固定部连接在所述连接部的连接槽上，所述第一夹持部连接在所述固定部上，所述第二夹持部能够相对于所述第一夹持部运动以将所述点火机构夹持在所述第一夹持部和第二夹持部之间。


4.根据权利要求3所述的一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置，其特征在于：所述第一夹持部上开设有夹持孔，用紧固螺栓穿过所述夹持孔以将所述点火机构锁紧。


5.根据权利要求2所述的一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置，其特征在于：所述传动机构包括传动支架和可转动地连接在所述传动支架上的传动轴组件，所述传动支架连接在所述固定支架上；所述传动轴组件包括传动轴，以及设置在所述传动轴上的第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述电机传动配合，所述第二传动齿轮与所述齿条传动配合。


6.根据权利要求5所述的一种内燃波转子点火与燃烧模拟装置，其特征在于：所述齿条两端中的至少一端上设置有限位件，所述限位...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚倩，兰天皓，李建中，巩二磊，金武，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32