一种可变点火能工质燃烧特性测试装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可变点火能工质燃烧特性测试装置及其方法，包括反应管路、抽真空系统、调温系统、调压系统、点火系统、数据检测及采集系统、控制及数据处理系统；抽真空系统抽取反应管路中的气体；调温系统对环境温度进行调节控制；调压系统对工质气压进行调节控制；点火系统对反应管路中的工质进行点火测试；数据检测及采集系统检知并采集点火测试过程中的参数数据；控制及数据处理系统，其接收来自数据检测及采集系统的测试数据并进行处理；并输出信号控制调温系统、调压系统、点火系统及数据检测及采集系统的工作；点火能量可调节，可测试得到不同点火能量下工质的燃烧极限、燃烧速度及燃烧产物浓度。本发明专利技术操作简单，安全性能高，易于推广。易于推广。易于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种可变点火能工质燃烧特性测试装置及其方法


[0001]本专利技术涉及一种工质燃烧特性测试装置及其方法，特别涉及一种可变点火能工质燃烧特性测试装置及其方法。

技术介绍

[0002]目前，全球变暖引起的气候变化问题日益突出。政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的最新报告明确指出：只有在2050年前后实现二氧化碳净零排放，到本世纪末全球平均温升才有可能降至1.5℃以下。《蒙特利尔议定书
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基加利修正案》将18种高GWP的HFCs纳入监控目录。为了缓解传统工质对环境造成的危害，寻找低GWP且高效的工质已经成为制冷行业的一项紧迫而重要的任务。
[0003]然而，大多数低GWP工质都是可燃的，如自然类工质、不饱和烯烃类工质、低GWP的氢氟烃类工质等。在使用可燃工质设备的生产
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运输
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储存
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安装
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维修
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回收的过程中都存在泄漏进而引发燃爆事故的风险。目前，对于工质燃烧反应，多注重于测试燃烧极限、燃烧速度、最小点火能，实验装置多为12L球形烧瓶、燃烧弹、哈特曼管等，无法实现在变点火能量条件下对多种燃烧特性参数进行测试。因此，迫切需要一种可在各种典型火源能量下测试工质燃烧特性的测试装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可变点火能工质燃烧特性测试装置及其方法。
[0005]本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种可变点火能工质燃烧特性测试装置，包括反应管路、抽真空系统、调温系统、调压系统、点火系统、数据检测及采集系统及控制及数据处理系统；抽真空系统用于抽取反应管路中的气体；调温系统用于对点火测试过程中反应管路的环境温度进行调节控制；调压系统用于对点火测试过程中反应管路的工质气压进行调节控制；点火系统用于对反应管路中的工质进行点火测试；数据检测及采集系统用于检知并采集点火测试过程中的参数数据；控制及数据处理系统，其接收来自数据检测及采集系统的测试数据并进行处理；并输出信号控制调温系统、调压系统、点火系统及数据检测及采集系统的工作；点火系统包括点火电极及点火器，点火器的点火性能参数可调；点火电极位于反应管路中，点火器输出脉冲电压信号至点火电极。
[0006]进一步地，调温系统包括保温室、加热系统及制冷系统；保温室用于保持反应管路的环境温度，反应管路设置在保温室内；加热系统用于提高反应管路的环境温度；制冷系统用于降低反应管路的环境温度。
[0007]进一步地，调压系统包括工质循环系统及供给系统；工质循环系统，其用于使工质在反应管路中循环，其包括循环泵；供给系统用于向反应管路提供工质及空气，供给系统的工质给料口及空气给料口均通过流量计与反应管路的输入端连通。
[0008]进一步地，工质循环系统还包括泄压箱和泄压阀，泄压箱用于存储被泄压分流的
工质；泄压阀，其输入端与反应管路输出口连通，其输出端与泄压箱连通；循环泵的输入端分别通过控制阀与反应管路输出口和泄压箱连通；循环泵的输出端与反应管路的输入口连通。
[0009]进一步地，数据检测及采集系统包括：用于检知环境温度和工质燃烧反应温度的温度传感器，用于检知反应管路内气体压力的压力传感器，用于检知位于反应管路内的两点火电极间电压的电压检知器，用于检知位于反应管路内的两点火电极间电流的电流检知器；温度传感器分别设置反应管路的内部和外部；压力传感器设置在反应管路的输入口。
[0010]进一步地，反应管路由透明材质制成，数据检测及采集系统还包括摄录设备；摄录设备用于采集点火测试过程中的工质燃烧影像数据。
[0011]进一步地，数据检测及采集系统还包括示波器；示波器用于获得位于反应管路内的两点火电极间电压及电流随时间变化的波形数据。
[0012]进一步地，控制及数据处理系统包括可编程控制器，可编程控制器，其接收来自数据检测及采集系统的信号，将采集的模拟量信号转换成数字信号并对数字信号进行运算处理，其发出控制信号控制调温系统、调压系统、点火系统及数据检测及采集系统的工作。
[0013]本专利技术还提供了一种可变点火能工质燃烧特性测试方法，该方法设置反应管路、抽真空系统、调温系统、调压系统、点火系统、数据检测及采集系统及控制及数据处理系统；抽真空系统用于抽取反应管路中的气体；调温系统用于对点火测试过程中反应管路的环境温度进行调节控制；调压系统用于对点火测试过程中反应管路的工质气压进行调节控制；点火系统用于对反应管路中的工质进行点火测试；数据检测及采集系统用于检知并采集点火测试过程中的参数数据；控制及数据处理系统，其接收来自数据检测及采集系统的测试数据并进行处理；并输出信号控制调温系统、调压系统、点火系统及数据检测及采集系统的工作；点火系统设置点火电极及点火器，点火器的点火性能参数可调；使点火电极位于反应管路中，使点火器输出脉冲电压信号至点火电极；
[0014]调压系统设置工质循环系统及供给系统；工质循环系统，其用于使工质在反应管路中循环，其设置循环泵、泄压箱和泄压阀；泄压箱用于存储被泄压分流的工质；将泄压阀的输入端与反应管路输出口连通，将其输出端与泄压箱连通；将循环泵的输入端通过第一控制阀与反应管路输出口连通，将循环泵的输入端通过第二控制阀与泄压箱连通；将循环泵的输出端与反应管路的输入口连通；供给系统用于向反应管路提供工质及空气；将供给系统的工质给料口及空气给料口均通过流量计与反应管路的输入端连通。
[0015]进一步地，该方法包括以下操作步骤：
[0016]步骤1，启动调温系统，使环境温度至23
±
1℃；
[0017]步骤2，用干燥空气或氮气清洗反应管道2至3次；
[0018]步骤3，启动抽真空系统，将反应管道内压力抽至10Pa以下后关闭抽真空系统；
[0019]步骤4，根据分压法由供给系统配置定量的工质和空气，使反应管道注入所需浓度的气体混合物；
[0020]步骤5，打开循环泵和第一控制阀3～6分钟，使得反应管道内气体混合均匀，关闭第一控制阀和循环泵，使气体混合物静置20～50秒；
[0021]步骤6，打开反应管道底部的泄压阀；
[0022]步骤7，启动点火系统并记录火焰传播情况，测试燃烧极限和燃烧速度；
[0023]步骤8，打开循环泵和第二控制阀，使得反应管道和泄压箱内气体混合均匀，抽样气体混合物，然后关闭第二控制阀和循环泵；将抽样的气体混合物通入检测设备测试燃烧产物浓度；
[0024]步骤9，打开真空泵和真空阀，清洗实验装置并重复上述步骤3次以上。
[0025]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0026](1)电火花点火能量范围为50毫焦到20焦，不再局限于标准中的单一点火能量，可根据实际应用选择对应的点火能量，并实现点火、数据采集、影像记录同步触发。
[0027](2)透明圆柱状有机玻璃管与泄压箱连接的巧妙设计，可同时实现燃烧极限、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变点火能工质燃烧特性测试装置，其特征在于，包括反应管路、抽真空系统、调温系统、调压系统、点火系统、数据检测及采集系统及控制及数据处理系统；抽真空系统用于抽取反应管路中的气体；调温系统用于对点火测试过程中反应管路的环境温度进行调节控制；调压系统用于对点火测试过程中反应管路的工质气压进行调节控制；点火系统用于对反应管路中的工质进行点火测试；数据检测及采集系统用于检知并采集点火测试过程中的参数数据；控制及数据处理系统，其接收来自数据检测及采集系统的测试数据并进行处理；并输出信号控制调温系统、调压系统、点火系统及数据检测及采集系统的工作；点火系统包括点火电极及点火器，点火器的点火性能参数可调；点火电极位于反应管路中，点火器输出脉冲电压信号至点火电极。2.根据权利要求1所述的可变点火能工质燃烧特性测试装置，其特征在于，调温系统包括保温室、加热系统及制冷系统；保温室用于保持反应管路的环境温度，反应管路设置在保温室内；加热系统用于提高反应管路的环境温度；制冷系统用于降低反应管路的环境温度。3.根据权利要求1所述的可变点火能工质燃烧特性测试装置，其特征在于，调压系统包括工质循环系统及供给系统；工质循环系统，其用于使工质在反应管路中循环，其包括循环泵；供给系统用于向反应管路提供工质及空气，供给系统的工质给料口及空气给料口均通过流量计与反应管路的输入端连通。4.根据权利要求3所述的可变点火能工质燃烧特性测试装置，其特征在于，工质循环系统还包括泄压箱和泄压阀，泄压箱用于存储被泄压分流的工质；泄压阀，其输入端与反应管路输出口连通，其输出端与泄压箱连通；循环泵的输入端分别通过控制阀与反应管路输出口和泄压箱连通；循环泵的输出端与反应管路的输入口连通。5.根据权利要求1所述的可变点火能工质燃烧特性测试装置，其特征在于，数据检测及采集系统包括：用于检知环境温度和工质燃烧反应温度的温度传感器，用于检知反应管路内气体压力的压力传感器，用于检知位于反应管路内的两点火电极间电压的电压检知器，用于检知位于反应管路内的两点火电极间电流的电流检知器；温度传感器分别设置反应管路的内部和外部；压力传感器设置在反应管路的输入口。6.根据权利要求5所述的可变点火能工质燃烧特性测试装置，其特征在于，反应管路由透明材质制成，数据检测及采集系统还包括摄录设备；摄录设备用于采集点火测试过程中的工质燃烧影像数据。7.根据权利要求5所述的可变点火能工质燃烧特性测试装置，其特征在于，数据检测及采集系统还包括示波器；示波器用于获得位于反应管路内的两点火电极间电压及电流随时间变化的波形数据。8.根据权利要求1所述的可变点火能工质燃烧特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昭，陈裕博，张勇，贺红霞，费腾，李杰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：