Камера высокого давления для оптических исследований продуктов сгорания Советский патент 1981 года по МПК G01N21/66 

1

Изобретение относится к тепло- , энергетике и может быть использовано для исследования процессов горе- ния.

Известна камера постоянного давления, содержащая стальной стакан, имеющий с боков четыре отверстия, закрытых кварцевыми стеклами.В цеитр камеры помещается заряд, который затем воспламеняют и через кварцевые стекла снимают требуемые характеристики излучения фронта пламени Щ.

Невозможность обеспечения в течение опыта исследования фронта пламени на заданном расстоянии от поверхности при торцовом горении шашки без использования сканирующего устройства является существенным недостатком камеры.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является камера высокого давления для оптических исследований продуктов горения, имеющая форму металлического стакана, герметично закрытого пробкой со смотровым окном из оптически прозрачного материала, с отверстием для запального устройства и тангенциальными отверстиями на боковой поверхности стакана. Для проведения

зксперимента ксшеру в собранном виде; устанавливают горизонтально отверстием для запального устройства вверх. Через это отверстие в камеру засыпается навеска порошкообразного горючего и устанавливается запальное устройство. От баллона через редукционный клапан, настроенный на величину давления соответствующему

10 заданному соотношению компонентов топлива, газообразный окислитель, подается через тангенцигшьные отверстия 3 камеру. Вихреобразное движение окислителя распыляет порошок 15 горючего по всему объему камеры, включается запальное устройство, топливная смесь воспламеняется и сгорает. Продукты горения через смотровое окно могут быть подвергнуты спек20траль)1о-оптическому анализу. Камера также позволяет исследовать процессы горения шашек твердого топлива 2. Однако, исходя из принципа действия, в камере нельзя исследовать

25 излучение фронта пламени на задан,ном расстоянии от поверхности горения шашки твердого топлива при торцовом горении, так как по мере выгорания шашки положение исследуемого

30 участка фронта пламени перемешается.

то требует,в свою очередь, перемеения регистрирующей аппаратуры. роме того, устройство не позволяет оддерживать в камере заданное давение и состав окружающей шашку реды по мере ее выгорания.

Цель изобретения - повышение точости измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в камере высокого давления для оптических исследований продуктов сгорания, выполненной в форме металлического стакана герметично закрытого пробкой со смотровым окном из оптически прозрачного материала и имеющего на боковой поверхности отверстие для запального устройства и тангенциальные отверстия, установлен держатель для топливной шашки, выполненный в виде штока, изолированного от окружающей среды сильфоном, и установленный против отверстия для запального устройства с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Таким образом, при торцовом горении шашки топлива путем помещения штока, выдвигающего шашку, исследуемый участок фронта пламени находится в фиксированной точке камеры.

На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства.

Оно представляет собой камеру сгорания постоянного объема, состоящую из толстостенного металлического стакана 1,.герметически закрытого пробкой 2, смотрового окна 3 из эптически прозрачного материала, отверстия 4 для запального устройства (на чертеже не показано), двух тангенциальных отверстий 5. Напротив отверстия для запального устройства находится втулка б с уплотнительной прокладкой 7. Внутри втулки б расположена неподвижная графитовая втулка 8, подвижная графитовая шайба 9, лежащая на торце подвижного держателя - штока 10, изолированного от окружающей среды сильфоном 11. В нижней части штока 10 находится проушина 12 для соединения с механизмом (на чертежа не показан), обеспечиваю. щим перемещение штока внутрь камеры с заданной скоростью. В гнездо 13 вставляется исследуемая шашка.

Устройство работает следующим образом.

Перед проведением эксперимента в гнездо 13 устанавливается исследуемая шашка твердого топлива и камера 1 располагается горизонтально. Глубина установки шашки зависит от положения исследуемого участка фрон/та пламени горящей шашки и регулируется перемещением штока 10. Считается, что скорость горения исследуемого твердого топлива известна, в соответствии с этим задается скорость подачи шашки путем задания скорости перемещения так, чтобы положение исследуемого участка фро та пламени в процессе проведения-эксперимента

не менялось. Через одно из отверстий 5 в камеру 1 подается газ требуемого по условию эксперимента химического состава окружающей среды. Включается запальное устройство (на ертеже не

показано) и проводятся измерения. Избыточное давление сбрасывается через предохранительный клапан (на чертеже не показан), соединенный со вторым отверстием 5.

Преимущество предлагаемого изобретения состоит в уменьшении погрешности измерений при проведении экспериментов путем обеспечения постоянства положения исследуемого участка

фронта факела пламени горящей шашки твердого топлива в течение всего процесса горения.

Формула изобретения

Камера высокого давления для оптических исследований продуктов сгорания, имеющая форму металлического стакана, герметично закрытого пробкой со смотровым окном из оптически прозрачного материала с отверстием для запального устройства и тангенциальными отверстиями на боковой поверхности стакана, о т л и0 чающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений, камера снабжена держателем, выполненным в виде штока, изолированного от окруЖсцощей среды и установлениого против

в отверстия для запального устройства с возможностью возврагно-поступательного перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Похил П.Ф. и да. Спектральные и фотоэлектрические исследования факела пламени модельных составов горючее-окислитель-металл. Физика горения и взрыва , М., т.б, I 2, 1970, с. 144.

5

2. Авторское свидетельство СССР № 2566186/25,кл. G 01 N 21/24, 1979 (прототип).