、燃燒后容彈內(nèi)的壓力、氣袋或氣瓶的容積等)；
[0074]掃氣持續(xù)h時(shí)間后，保證采樣氣體完全取出，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥關(guān)閉，關(guān)掉氮?dú)怃撈?，取樣過(guò)程結(jié)束；
[0075]通過(guò)第一、第二、第三流量計(jì)量閥可以測(cè)得氮?dú)庀♂屓紵a(chǎn)物的比例。
[0076]所述淬息過(guò)程如下:
[0077]向裝置里充入氮?dú)猓艃粞b置里的氧氣，使裝置一直處于氮?dú)獾沫h(huán)境中；錐形漸縮區(qū)提高氮?dú)饬鞒鏊俣?，?shí)現(xiàn)一級(jí)加速；氮?dú)饨?jīng)過(guò)緩沖段之后的一段緩慢收縮段和穩(wěn)壓段，在不影響射流出口形成真空的情況下，實(shí)現(xiàn)氮?dú)舛?jí)加速；
[0078]待充入氮?dú)庖欢螘r(shí)間后，向液氮存儲(chǔ)室注入液氮；液氮儲(chǔ)存室里的液氮會(huì)通過(guò)液氮吸入孔進(jìn)入氮?dú)馍淞鞴軆?nèi)與壓縮氮?dú)饣旌?，液氮汽化?huì)帶走大量熱量；
[0079]燃燒產(chǎn)物通過(guò)燃燒產(chǎn)物入口進(jìn)入預(yù)混區(qū)；氮?dú)馍淞鞴軆?nèi)的負(fù)壓區(qū)把高溫燃?xì)庖氲獨(dú)馍淞鞴軆?nèi)；
[0080]位于氮?dú)馍淞鞴軆?nèi)的氣體為充滿高速、低壓的惰性氮?dú)猓瑥母邷厝細(xì)夤艿懒魅腩A(yù)混室的燃燒產(chǎn)物由于壓差一部分通過(guò)燃燒產(chǎn)物吸入孔進(jìn)入射流管內(nèi)與高速氮?dú)饣旌稀?br>[0081]本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施實(shí)例，基于本發(fā)明進(jìn)行的多種變換，如替換產(chǎn)生高溫氣體的裝置一定容燃燒彈、改進(jìn)控制方法等，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.定容燃燒彈燃燒產(chǎn)物采集系統(tǒng)，其特征在于，包括: 定容燃燒彈(35)，用于模擬燃料燃燒，包括進(jìn)排氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)；定容燃燒彈的燃燒產(chǎn)物在高壓氮?dú)獾尿?qū)使下，依次經(jīng)過(guò)第二電磁閥、第二流量計(jì)量閥，進(jìn)入淬息裝置的燃燒產(chǎn)物入口； 淬息裝置(36);所述淬息裝置包括:氮?dú)馍淞鞴?I)和稀釋混合腔(3);所述的氮?dú)馍淞鞴苎氐獨(dú)饬鲃?dòng)方向依次包括:壓縮氮?dú)馊肟?4)、錐形漸縮區(qū)(5)和射流區(qū)￠);所述射流區(qū)外層包覆著預(yù)混區(qū)(13)，預(yù)混室左端與氮?dú)馍淞鞴苊芊膺B接，預(yù)混區(qū)管壁上有燃燒產(chǎn)物入口 (19)； 第一電磁閥(31)，第一流量計(jì)量閥(39)，二者安裝在氮?dú)怃撈颗c淬熄裝置之間； 第二電磁閥(32)，為高溫電磁閥；第二流量計(jì)量閥(40) ;二者安裝在定容燃燒彈與淬熄裝置間； 第三電磁閥(33)，為高壓電磁閥；第三流量計(jì)量閥(41) ;二者安裝在氮?dú)怃撈颗c定容燃燒彈間； 氣袋或氣瓶(37)，收集淬息裝置最終排出的產(chǎn)物； 氮?dú)怃撈?38)，存儲(chǔ)液氮；氮?dú)怃撈枯敵龅牡獨(dú)夥譃槎?；一路依次?jīng)過(guò)第三電磁閥、第三流量計(jì)量閥，進(jìn)入定容燃燒彈；另一路依次經(jīng)過(guò)第一電磁閥、第一流量計(jì)量閥，進(jìn)入淬息裝置的壓縮氮?dú)馊肟冢? 同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(42); 單片機(jī)控制系統(tǒng)(34);所述單片機(jī)控制系統(tǒng)由單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和信號(hào)反饋系統(tǒng)構(gòu)成，其中信號(hào)反饋系統(tǒng)包括缸壓傳感器和A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；所述缸壓傳感器用于測(cè)定所述定容燃燒彈的壓力信號(hào)并傳輸給所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳輸給所述單片機(jī)；所述單片機(jī)用于分析數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)器控制電磁閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述定容燃燒彈燃燒產(chǎn)物采集系統(tǒng)，其特征在于，所述淬息裝置，包括: 氮?dú)馍淞鞴?、液氮存儲(chǔ)室2和稀釋混合腔3三部分； 所述的氮?dú)馍淞鞴苎氐獨(dú)饬鲃?dòng)方向包括:壓縮氮?dú)馊肟?4、錐形漸縮區(qū)5和射流區(qū)6 ；所述射流區(qū)包括:緩沖段7和一段收縮段8和氮?dú)獬隹诜€(wěn)壓段9 ;緩沖段上有連通射流區(qū)與液氮存儲(chǔ)室的4個(gè)液氮吸入孔10，小孔直徑是此處緩沖段管徑的五分之一，此參數(shù)能夠更好的抽吸液氮蒸汽；穩(wěn)壓段上有12個(gè)燃燒產(chǎn)物吸入孔，燃燒產(chǎn)物吸入孔直徑與液氮吸入孔直徑相同。 所述稀釋混合腔包括:預(yù)混室13、收縮室14、一級(jí)混合室15、擴(kuò)散室16和二級(jí)混合室17 ;預(yù)混區(qū)13包覆在射流區(qū)6外層，其左端與氮?dú)馍淞鞴苊芊膺B接，預(yù)混區(qū)管壁上有燃燒產(chǎn)物入口 19 ;一級(jí)混合室15與收縮室14連接，混合室的長(zhǎng)度是直徑的2倍。 所述收縮室結(jié)束段與射流管的伸出端在同一橫截面，且收縮室的右端直徑大小是此處氮?dú)馍淞鞴芏丝谥睆降?倍；裝置的管道內(nèi)均涂覆聚四氟乙烯涂層，減少對(duì)燃燒產(chǎn)物的吸附作用。 氮?dú)馍淞鞴芘c稀釋混合腔通過(guò)螺紋21、22密封連接；所述液氮儲(chǔ)存室通過(guò)螺紋23安裝在氮?dú)馍淞鞴苌?，并通過(guò)四氟墊與稀釋混合腔密封。
3.在權(quán)利要求1所述采集系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的定容燃燒彈燃燒產(chǎn)物采集方法，其特征在于，包括如下步驟: (一)準(zhǔn)備工作: 通過(guò)定容燃燒彈加熱系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)等設(shè)定好要研宄的試驗(yàn)工況條件I (一定的溫度、背壓和不同的噴油器等)，先不采樣(電磁閥31，高溫電磁閥32，高壓電磁閥33均未開(kāi)啟)，讓定容燃燒彈燃燒一次，同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正常工作，得到容彈內(nèi)壓力P隨時(shí)間t的變化曲線，根據(jù)容彈內(nèi)壓力的變化規(guī)律來(lái)確定燃燒始點(diǎn)A和終點(diǎn)C，它們對(duì)應(yīng)的時(shí)間分別是h和t2，取A點(diǎn)和C點(diǎn)間任意一點(diǎn)B，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間為ti; 在采樣前，保證第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥和氮?dú)怃撈烤撮_(kāi)啟，用真空泵將整個(gè)系統(tǒng)裝置抽真空，消除管道內(nèi)殘留氣體對(duì)采樣氣體的影響； (二)采樣過(guò)程: 再次設(shè)定同樣的試驗(yàn)工況條件I，打開(kāi)氮?dú)怃撈浚? 利用單片機(jī)控制系統(tǒng)控制第一電磁閥在^時(shí)刻開(kāi)啟，在采集燃燒產(chǎn)物之前氮?dú)庖呀?jīng)向淬熄裝置中充入，保證在高溫燃燒產(chǎn)物進(jìn)入淬熄裝置時(shí)是低溫和低壓的環(huán)境，使采樣氣體迅速淬熄； 在\時(shí)刻單片機(jī)控制系統(tǒng)控制第二電磁閥開(kāi)啟，開(kāi)始對(duì)高溫燃燒產(chǎn)物進(jìn)行采樣，t 4寸刻根據(jù)試驗(yàn)要求滿足t ^ t2； t2時(shí)刻燃燒已經(jīng)結(jié)束，隨著取樣持續(xù)進(jìn)行，定容燃燒彈內(nèi)壓力迅速下降，在12+ Λ t時(shí)刻單片機(jī)控制系統(tǒng)控制第三電磁閥開(kāi)啟，利用氮?dú)鈱?duì)殘留在容彈內(nèi)的燃燒產(chǎn)物進(jìn)行掃氣，使之全部進(jìn)入氣袋或氣瓶，從而實(shí)現(xiàn)完全取樣； 掃氣持續(xù)h時(shí)間后，保證采樣氣體完全取出，單片機(jī)控制系統(tǒng)控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥關(guān)閉，關(guān)掉氮?dú)怃撈?，取樣過(guò)程結(jié)束； 通過(guò)第一、第二、第三流量計(jì)量閥可以測(cè)得氮?dú)庀♂尭邷厝紵a(chǎn)物的比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定容燃燒彈燃燒產(chǎn)物采集方法，其特征在于，所述淬息過(guò)程如下: 向裝置里充入氮?dú)?，排凈裝置里的氧氣，使裝置一直處于氮?dú)獾沫h(huán)境中；錐形漸縮區(qū)提高氮?dú)饬鞒鏊俣?，?shí)現(xiàn)一級(jí)加速；氮?dú)饨?jīng)過(guò)緩沖段之后的一段緩慢收縮段和穩(wěn)壓段，在不影響射流出口形成真空的情況下，實(shí)現(xiàn)氮?dú)舛?jí)加速； 待充入氮?dú)庖欢螘r(shí)間后，向液氮存儲(chǔ)室注入液氮；液氮儲(chǔ)存室里的液氮會(huì)通過(guò)液氮吸入孔進(jìn)入氮?dú)馍淞鞴軆?nèi)與壓縮氮?dú)饣旌?，液氮汽化?huì)帶走大量熱量； 高溫燃燒產(chǎn)物通過(guò)燃燒產(chǎn)物入口進(jìn)入預(yù)混區(qū)；氮?dú)馍淞鞴軆?nèi)的負(fù)壓區(qū)把高溫燃?xì)庖氲獨(dú)馍淞鞴軆?nèi)； 位于氮?dú)馍淞鞴軆?nèi)的氣體為充滿高速、低壓的惰性氮?dú)?，從高溫燃?xì)夤艿懒魅腩A(yù)混室的燃燒產(chǎn)物由于壓差一部分通過(guò)燃燒產(chǎn)物吸入孔進(jìn)入射流管內(nèi)與高速氮?dú)饣旌稀?br>【專利摘要】本發(fā)明涉及一種定容燃燒彈燃燒產(chǎn)物采集系統(tǒng)與方法。目的是為了克服單缸機(jī)全氣缸取樣系統(tǒng)的缺點(diǎn)同時(shí)解決傳統(tǒng)氣體采集裝置與方法的不足。定容燃燒彈燃燒產(chǎn)物采集系統(tǒng)，包括：定容燃燒彈；淬息裝置；第一電磁閥；第一流量計(jì)量閥；第二電磁閥；第二流量計(jì)量閥；第三電磁閥；第三流量計(jì)量閥；氣袋或氣瓶；氮?dú)怃撈?；同步?shù)據(jù)采集系統(tǒng)；單片機(jī)控制系統(tǒng)；本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：定容燃燒彈可以精確控制多種熱力學(xué)參數(shù)，可以準(zhǔn)確重現(xiàn)各種條件下的燃燒，從而消除實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)變動(dòng)對(duì)取樣的影響。
【IPC分類】G01N35-00, G01N1-24, G01N31-12
【公開(kāi)號(hào)】CN104730199
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510141337
【發(fā)明人】姚春德, 胡江濤, 銀增輝, 耿培林, 姚安仁
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日