【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及容弹，尤其是涉及一种远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹。
技术介绍
1、定容弹又称定容燃烧弹（简称容弹），主要模拟活塞在上止点附近时燃烧室中的燃烧，其特点是结构简单，能够方便地改变热力参数（包括空燃比、残余废气系数、压力和温度）、湍流参数以及点火参数（火花塞位置、电极间隙与点火能量）。研究这些参数中多参数的变化对燃烧过程的影响，因而成为内燃机燃烧理论基础研究中重要的工具和试验平台。
2、目前已有的可产生湍流定容弹主要孔板、风扇来产生湍流，孔板式的湍流产生装置的孔板连接杆与定容燃烧弹之间存在纵向位移，密封难度较高，而且装置内湍流强度随着时间推移而衰减；风扇式湍流产生装置结构较为复杂，电动机、风扇之间连接轴与定容燃烧弹之间存在旋转运动，存在密封问题。对点火时刻的控制精度要求较高。
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中的问题，本专利技术的目的是提供一种远程控制以及湍流强度、方向可控的可视化测试定容弹，通过使用涡旋压缩机以及湍流发生装置，产生强度、方向可控的湍流环境，来实现不同的湍流环境，包括各向同性以及各项异性的湍流，湍流发生装置末端采用被动风扇占用空间小；通过精确自动配气系统实现不同工况下混合气配比；点火系统根据实验工况来实现点火能量大小调节；影像系统可实现容弹内实验过程的可视化及火焰燃烧状态动态数据记录与保存；实验数据采集系统中包含离子电流采集装置、压力采集装置、燃烧温度采集与容弹本体温度控制系统；容弹排气管安装有废气处理系统，检测氧浓度、废气
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，包括
3、定容弹本体，定容弹本体通过湍流发生装置与压缩机的出气口连接，湍流发生装置用于在定容弹本体内部形成各项同性和各项异性强度、方向可控的湍流环境；
4、温度控制系统，通过电加热和外置循环散热实现定容弹本体的温度控制；
5、进气与废气处理系统，用于定容弹本体内部抽真空以及排出废气的检测与处理；
6、集成化远程控制系统，用于远程控制定容弹本体内部实验并对定容弹本体实验过程进行监测；
7、可拆卸视窗机构，用于定容弹本体内部实验过程观测以及湍流燃烧状态和燃烧过程火焰离子电流动态监测；
8、影像系统，用于记录定容弹本体内部混合气湍流燃烧过程。
9、优选的，压缩机为涡流压缩机，压缩机与湍流发生装置均设置有若干个，湍流发生装置包括前段轴体，前段轴体的一端与压缩机的出气口连接，前段轴体的另一端通过竖直轴承与中间段轴体的一端连接，中间段轴体的另一端为斜面，斜面通过斜面轴承与末段轴体的一端连接，末段轴体另一端的出口处设置有被动风扇；
10、前段轴体与压缩机连接的一端内设置有圆形隔板，圆形隔板用于前段轴体内部通道的启闭；
11、前段轴体与压缩机的连接处、末段轴体与定容弹本体连接处均设置有密封胶圈。
12、优选的，温度控制系统包括散热水箱和若干电加热棒，若干电加热棒插设于定容弹本体内部，散热水箱的一端通过水泵与进水管的一端连接，进水管的另一端与定容弹本体内部铺设的液体管道连接，散热水箱的另一端与排水管的一端连接，排水管的另一端与定容弹本体内部铺设的液体管道连接。
13、优选的，进气与废气处理系统包括进气控制机构，进气控制机构包括进气配比控制器一、进气电子阀门以及进气配比控制器二，进气配比控制器一、进气电子阀门、进气配比控制器二均与进气管道的一端连接，进气管道的另一端与定容弹本体的内部连接，定容弹本体连接有排气管，排气管上并联设置有真空泵与废气处理系统，废气处理系统包括设置于排气管上的氧传感器、三元催化器。
14、优选的，可拆卸视窗机构包括拆卸式视窗，拆卸式视窗安装于定容弹本体的前后左右上下六个方向。
15、优选的，拆卸式视窗的中心位置为透明防爆玻璃或金属，拆卸式视窗的中心位置为金属时，拆卸式视窗上预留有上下对称设置的两个传感器安装孔、左右对称设置的两个传感器安装孔。
16、优选的，上下对称设置的传感器安装孔上安装有具有可调间隙功能的点火电极。
17、优选的，左右对称设置的传感器安装孔上安装有火焰离子电流采集装置。
18、优选的，影像系统包括光源，光源出射通过凸面镜散射后，通过主反射镜将光斑穿过拆卸式视窗的透明防爆玻璃，落在副反射镜上，再通过凹面镜、刀口将光斑投射入高速摄像机镜头内。
19、优选的，集成化远程控制系统包括计算机，定容弹本体内安装有进气流量传感器、温度传感器、缸压传感器，定容弹本体、温度控制系统、影像系统、可拆卸视窗机构、进气与废气处理系统以及动态数据处理系统与计算机连接。
20、因此，本专利技术采用上述一种远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，具有以下有益效果：
21、（1）本专利技术采用弹体集成设计，高度集成化弹体，将实验平台的整体变小，带来更多的实验空间，在安装时更加容易；
22、（2）本专利技术湍流环境采取涡流压缩机，及单独设计的湍流发生装置来营造各向同性、各向异性以及强度、方向可控的湍流环境，达到容弹内部的可变矢量湍流环境，占用空间小且不需要使用主动风扇，减少主动风扇电机带来的热量；湍流发生装置，采用双轴承叠加设计，采用一竖直一倾斜面上安装的轴承，能够在大范围内改变湍流出口，实现湍流矢量出口的变向；
23、（3）本专利技术采用的温度控制系统由散热机构与加热机构组成，确保实验过程温度及容弹本体温度可控，同时能够监测实验过程温度，控制容弹本体温度。
24、（4）本专利技术采用可拆卸的视窗，当视窗更换为可透视的透明玻璃时，经过整体设计影像系统，通过光源与镜子的组合，让高速摄像机更好的完成实验过程的可视化及火焰燃烧状态动态数据记录与保存；当视窗更换为金属时中心位置预留对称设置的两个传感器安装孔，安装孔上可安装点火电极、火焰离子电流采集装置或其他传感器，适用范围更加广泛。
25、（5）本专利技术通过进气与废气处理系统实现混合气精确配比以及进气电子阀门控制，排气管上并联设置有真空泵与废气处理系统通过氧传感器、三元催化器，废气分析系统实现废气的分析与处理。
26、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：压缩机为涡流压缩机，压缩机与湍流发生装置均设置有若干个，湍流发生装置包括前段轴体，前段轴体的一端与压缩机的出气口连接，前段轴体的另一端通过竖直轴承与中间段轴体的一端连接，中间段轴体的另一端为斜面，斜面通过斜面轴承与末段轴体的一端连接，末段轴体另一端的出口处设置有被动风扇；
3.根据权利要求1所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：温度控制系统包括散热水箱和若干电加热棒，若干电加热棒插设于定容弹本体内部，散热水箱的一端通过水泵与进水管的一端连接，进水管的另一端与定容弹本体内部铺设的液体管道连接，散热水箱的另一端与排水管的一端连接，排水管的另一端与定容弹本体内部铺设的液体管道连接。
4.根据权利要求1所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：进气与废气处理系统包括进气控制机构，进气控制机构包括进气配比控制器一、进气电子阀门以及进气配比控制器二，
5.根据权利要求1所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：可拆卸视窗机构包括若干个可拆卸端盖，可拆卸端盖安装于定容弹本体的前后左右上下六个方向。
6.根据权利要求5所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：可拆卸端盖的中心位置为透明防爆玻璃或金属盘，金属盘的中心预留设置有传感器安装孔。
7.根据权利要求6所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：上下对称设置的可拆卸端盖的传感器安装孔上安装有具有可调间隙功能的点火电极。
8.根据权利要求7所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：左右对称设置的可拆卸端盖的传感器安装孔上安装有火焰离子电流采集装置。
9.根据权利要求6所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：影像系统包括光源，光源出射通过凸面镜散射后，通过主反射镜将光斑穿过拆卸式视窗的透明防爆玻璃，落在副反射镜上，再通过凹面镜、刀口将光斑投射入高速摄像机镜头内。
10.根据权利要求1所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：集成化远程控制系统包括计算机，定容弹本体内安装有进气流量传感器、温度传感器、缸压传感器，定容弹本体、温度控制系统、影像系统、可拆卸视窗机构、进气与废气处理系统与计算机连接。
...【技术特征摘要】
1.一种远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：压缩机为涡流压缩机，压缩机与湍流发生装置均设置有若干个，湍流发生装置包括前段轴体，前段轴体的一端与压缩机的出气口连接，前段轴体的另一端通过竖直轴承与中间段轴体的一端连接，中间段轴体的另一端为斜面，斜面通过斜面轴承与末段轴体的一端连接，末段轴体另一端的出口处设置有被动风扇；
3.根据权利要求1所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：温度控制系统包括散热水箱和若干电加热棒，若干电加热棒插设于定容弹本体内部，散热水箱的一端通过水泵与进水管的一端连接，进水管的另一端与定容弹本体内部铺设的液体管道连接，散热水箱的另一端与排水管的一端连接，排水管的另一端与定容弹本体内部铺设的液体管道连接。
4.根据权利要求1所述的远程控制以及湍流强度方向可控的可视化测试定容弹，其特征在于：进气与废气处理系统包括进气控制机构，进气控制机构包括进气配比控制器一、进气电子阀门以及进气配比控制器二，进气配比控制器一、进气电子阀门、进气配比控制器二均与进气管道的一端连接，进气管道的另一端与定容弹本体的内部连接，定容弹本体连接有排气管，排气管上并联设置有真空泵与废气处理系统，废气处理系统包括设置于排气管上的氧传感器、三元催化器。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋占锋，孛然，张天硕，刘春东，王占英，郝凯，马立勇，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：
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