喷雾引燃机理模拟试验装置及试验方法与流程

本发明涉及试验装置，尤其涉及一种喷雾引燃机理模拟试验装置及试验方法。

背景技术：

1、油类产品广泛应用于交通运输、建筑及航空航天等各个领域，管道运输是运输油类产品最主要的方式，在油类产品运输过程中，随着运输时间的增加，管道防腐层逐渐老化变质，或者由于土壤应力作用、自然灾害或人为破坏等因素，导致输送管道存在破损口，油类产品通过管道裂缝泄露，在一定压力下雾化、喷射形成悬浮液体颗粒，遇到温度较高的热源或设备表面时会引发意外起火。因此研究喷雾点火引燃机制，对有效预防和治理油类喷雾火灾，降低管道意外着火的几率具有重要的作用。燃料雾化燃烧器是一种将液体燃料雾化呈细小液滴使其充分燃烧的装置，具有雾化效果好，点火放放电等特点，用于模拟管道泄露意外着火的试验中。

2、现有技术中燃料雾化燃烧器的点火方式主要有缸内直喷点火和压燃点火，缸内直喷点火原理是将燃料直接喷入气缸内，通过引导气流运动与空气形成可燃混合器，通过火花塞跳火将混合器点燃；压燃点火原理是依靠高压油泵和喷油嘴将燃料喷成雾状射入气缸内与灼热的空气相遇，使其自动着火。

3、缸内直喷点火和压燃点火的燃料雾化燃烧器对火焰燃烧机理具有一定的研究指导作用，但是不能够真实地模拟管道泄露意外着火的过程，不能可靠研究燃料温度、燃料压力、热源温度以及热源位置多个因素对点火机制的影响。

技术实现思路

1、本发明提供一种喷雾引燃机理模拟试验装置及试验方法，用以解决现有技术中试验装置不能对油喷雾的点火机制的影响因素进行可靠研究的问题。

2、第一方面，本发明提供一种喷雾引燃机理模拟试验装置，包括：

3、点火单元，包括燃烧室和点火源，所述点火源可移动地设于所述燃烧室内；

4、供液单元，包括储液箱和喷雾组件，所述储液箱用于储存燃料，所述喷雾组件设于所述燃烧室的入口处，用于向所述点火源喷射油雾；

5、加热单元，包括第一加热器和第二加热器，所述第一加热器设于所述储液箱内，用于基于第一预设温度加热燃料，所述第二加热器设于所述燃烧室内，用于基于第二预设温度加热所述点火源；

6、压力单元，与所述储液箱和所述喷雾组件连接，用于基于预设压力将所述储液箱内的燃料输送至所述喷雾组件；

7、移动单元，可移动地设于所述燃烧室，所述移动单元与所述点火源连接，用于基于预设距离带动所述点火源移动至预设位置。

8、根据本发明提供的一种喷雾引燃机理模拟试验装置，所述压力单元包括变频调速器、驱动电机和高压泵；

9、所述变频调速器与所述驱动电机连接，所述驱动电机与所述高压泵连接，所述高压泵的吸入口与所述储液箱连接，所述高压泵的排出口与所述喷雾组件连接。

10、根据本发明提供的一种喷雾引燃机理模拟试验装置，所述移动单元包括驱动件和连接件；

11、所述驱动件具有驱动端和从动端，所述驱动端设于所述燃烧室的顶部，所述从动端与所述连接件连接，所述连接件的部分穿入所述燃烧室，且与所述点火源的边缘连接。

12、根据本发明提供的一种喷雾引燃机理模拟试验装置，还包括第一温度传感器、第二温度传感器和控制器；

13、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述控制器连接，所述第一温度传感器用于检测所述储液箱内燃料的温度，所述第二温度传感器用于检测所述点火源的温度；所述控制器基于所述第一温度传感器的第一温度信号控制所述第一加热器的启闭，以及基于所述第二温度传感器的第二温度信号控制所述第二加热器的启闭。

14、根据本发明提供的一种喷雾引燃机理模拟试验装置，所述点火源为加热板，所述第二加热器为电加热管；

15、多个所述加热板和多个所述电加热管沿与所述燃烧室的延伸方向相垂直的方向交错设置，所述电加热管用于加热所述加热板。

16、第二方面，本发明提供一种喷雾引燃机理模拟试验方法，基于所述的喷雾引燃机理模拟试验装置，包括：

17、基于第一预设温度加热燃料，基于第二预设温度加热点火源，基于预设压力对燃料进行增压，基于预设距离将所述点火源移动至预设位置；

18、基于所述第一预设温度进行多次点火试验，获取所述点火源被引燃的燃料临界温度；

19、基于所述第二预设温度进行多次点火试验，获取所述点火源被引燃的点火源临界温度；

20、基于所述预设压力进行多次点火试验，获取所述点火源被引燃的燃料临界压力；

21、基于所述预设距离进行多次点火试验，获取所述点火源被引燃的点火距离。

22、根据本发明提供的一种喷雾引燃机理模拟试验方法，基于所述第一预设温度进行多次点火试验，获取所述点火源被引燃的燃料临界温度具体包括：

23、第二加热器将所述点火源加热至第二目标温度，移动单元将所述点火源移动至目标位置；

24、确定多个第一温度，第一加热器将燃料加热至所述第一温度，压力单元将目标压力的燃料泵送至所述喷雾组件，所述喷雾组件向所述点火源喷射油雾；

25、基于每个所述第一温度进行点火试验，通过所述燃烧室观测所述点火源被引燃的情况，以确定所述点火源被引燃的燃料临界温度。

26、根据本发明提供的一种喷雾引燃机理模拟试验方法，基于所述第二预设温度进行多次点火试验，获取所述点火源被引燃的点火源临界温度具体包括：

27、所述第一加热器将燃料加热至第一目标温度，所述移动单元将所述点火源移动至目标位置；

28、确定多个第二温度，所述第二加热器将点火源加热至所述第二温度，所述压力单元将目标压力的燃料泵送至所述喷雾组件，所述喷雾组件向所述点火源喷射油雾；

29、基于每个所述第二温度进行点火试验，通过所述燃烧室观测所述点火源被引燃的情况，以确定所述点火源被引燃的点火源临界温度。

30、根据本发明提供的一种喷雾引燃机理模拟试验方法，基于所述预设压力进行多次点火试验，获取所述点火源被引燃的燃料临界压力具体包括：

31、所述第一加热器将燃料加热至第一目标温度，所述第二加热器将所述点火源加热至第二目标温度，所述移动单元将所述点火源移动至目标位置；

32、确定多个燃料压力，所述压力单元将燃料增压后泵送至所述喷雾组件，所述喷雾组件向所述点火源喷射油雾；

33、基于每个所述燃料压力进行点火试验，通过所述燃烧室观测所述点火源被引燃的情况，以确定所述点火源被引燃的燃料临界压力。

34、根据本发明提供的一种喷雾引燃机理模拟试验方法，基于所述预设距离进行多次点火试验，获取所述点火源被引燃的点火距离具体包括：

35、所述第一加热器将燃料加热至第一目标温度，所述第二加热器将所述点火源加热至第二目标温度；

36、确定多个预设位置，所述移动单元将所述点火源移动至所述预设位置，所述压力单元将目标压力的燃料泵送至所述喷雾组件，所述喷雾组件向所述点火源喷射油雾；

37、基于每个所述预设位置进行点火试验，通过所述燃烧室观测所述点火源被引燃的情况，以确定所述点火源被引燃的点火距离。

38、本发明提供的喷雾引燃机理模拟试验装置及试验方法，通过加热单元调节燃料温度以及点火源温度，通过压力单元调节燃料压力，通过移动单元调节点火源位置，针对多个燃料温度、多个点火源温度、多个燃料压力以及多个点火源位置进行多次点火试验，以对油雾引燃热源的机理进行可靠研究，对燃料管道输送系统的优化和消防系统的设计等具有指导作用。