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定容彈是一種在標準容積腔體內(nèi)進行物質(zhì)燃燒、爆炸研究的實驗裝置,可測試物質(zhì)在不同溫度、壓力、氣氛等環(huán)境下的爆燃特性,可對物質(zhì)燃燒過程進行實時監(jiān)測與觀察,并支持數(shù)據(jù)采集與產(chǎn)物分析。

定容彈(Constant Volume Bomb, CVB)在能源動力、含能材料、化學工程及新能源等領(lǐng)域的應(yīng)用極為關(guān)鍵,尤其在生物液體燃料、儲能材料、含能材料燃爆特性研究中扮演著不可替代的角色。

定容彈典型的應(yīng)用方向主要有:可燃物質(zhì)爆炸極限測試、內(nèi)燃機噴霧燃燒性能測試、新型燃料特性研究(生物質(zhì)燃料、混合燃料)、含能材料燃燒特性研究、輔助環(huán)境下(電離環(huán)境等)燃燒特性研究等。
一、定容彈多領(lǐng)域應(yīng)用原理與價值
1.可燃物質(zhì)爆炸極限測試
在密閉定容彈內(nèi)預(yù)混可燃氣體/粉塵與空氣,通過電極點火,可測量不同濃度下的爆炸壓力上升速率與最大爆炸壓力。

在進行這類測試時,可通過精確調(diào)節(jié)燃料/空氣當量比,實現(xiàn)濃度梯度控制。還可通過湍流模擬技術(shù),模擬工業(yè)管道內(nèi)爆炸條件。
2.內(nèi)燃機噴霧燃燒性能測試
定容彈可通過復(fù)現(xiàn)缸內(nèi)高壓環(huán)境,通過高速背光成像與化學發(fā)光同步采集,從而測試內(nèi)燃機噴霧燃燒性能。
3.新型燃料特性研究(生物質(zhì)燃料、混合燃料)
在生物燃料測試方面,定容彈可用于測量生物柴油的層流火焰速度,與化石柴油進行對比。
4.含能材料燃燒特性研究
在這一領(lǐng)域,定容彈可用于爆轟參數(shù)測量、燃燒轉(zhuǎn)爆轟研究、納米含能材料例如鋁粉燃燒效率的測定與計算等幾個方向。
5.輔助環(huán)境下燃燒特性研究(電離環(huán)境等)
定容彈可用于等離子體助燃,可在定容彈內(nèi)集成高壓電極,測量等離子體對甲烷火焰的熄火極限拓展效果。還可用于催化燃燒研究。
總體而言,定容彈通過封閉高壓環(huán)境+高分辨率診斷的優(yōu)勢,成為貫通基礎(chǔ)研究(燃燒動力學)與工程應(yīng)用(燃料開發(fā)、儲能安全、含能材料設(shè)計)的核心平臺。隨著“雙碳”目標的穩(wěn)步推進,定容彈將在能源轉(zhuǎn)型與新材料革命中持續(xù)發(fā)揮基石作用。
二、點石儀器定容彈系列產(chǎn)品優(yōu)勢
點石儀器作為工程熱物理領(lǐng)域?qū)嶒炇叶ㄖ苹鉀Q方案專家,現(xiàn)已推出球形定容彈、圓柱形定容彈、高溫型定容彈、湍流型定容彈、爆炸極限檢測儀5款產(chǎn)品。

一、球形定容彈
可測試復(fù)合環(huán)境下材料的燃爆特性,對實驗過程進行實時監(jiān)測與觀察,支持數(shù)據(jù)采集與產(chǎn)物分析,用于層流燃燒、一次性燃燒、連續(xù)燃燒的研究。

產(chǎn)品型號:DS-3000-1
燃燒室容積:15L
燃燒室形式:球形
外形尺寸:650mm×650mm×1500mm

二、圓柱形定容彈
可測試復(fù)合環(huán)境下材料的燃爆特性,對實驗過程進行實時監(jiān)測與觀察,支持數(shù)據(jù)采集與產(chǎn)物分析,用于層流燃燒、一次性燃燒、連續(xù)燃燒的研究。

產(chǎn)品型號:DS-3000-2
燃燒室容積:0.5L
燃燒室形式:圓柱形
外形尺寸:650mm×650mm×1500mm
三、高溫型定容彈
最高加熱溫度可達600℃,用于研究高溫條件下和復(fù)合環(huán)境下的燃料燃燒特性,對實驗過程進行實時監(jiān)測與觀察,支持數(shù)據(jù)采集與產(chǎn)物分析,用于層流燃燒、一次性燃燒、連續(xù)燃燒的研究。

點石儀器交付的定制高溫型定容彈還突破了多項技術(shù)瓶頸:
? 高溫環(huán)境模擬:采用特種鋼材打造腔體,最高耐溫達600℃;
? 多參數(shù)精準調(diào)控:支持背壓環(huán)境、流動強度等7大變量的獨立控制;
? 可視化觀察監(jiān)控:配置多個Φ100mm觀察視窗,實現(xiàn)燃燒過程記錄;
? 智能分析模塊:集成數(shù)據(jù)采集與產(chǎn)物分析系統(tǒng),實驗效率顯著提升。

產(chǎn)品型號:DS-3000-3
燃燒室容積:15L
燃燒室形式:圓柱形
外形尺寸:760mm×760mm×1800mm

四、湍流型定容彈
可營造湍流環(huán)境,可用于研究預(yù)混火焰燃燒、油霧噴射燃燒等實驗,對實驗過程進行實時監(jiān)測與觀察,支持數(shù)據(jù)采集與產(chǎn)物分析。

點石儀器實現(xiàn)交付的定制湍流型定容彈具備多項技術(shù)優(yōu)勢:
? 湍流環(huán)境模擬:15L定容彈實驗設(shè)備腔體內(nèi)配有風扇可營造湍流環(huán)境,腔體采用加熱絲加熱可營造不同的環(huán)境溫度,可以模擬一定的高溫氛圍、高壓氛圍、湍流氛圍;
? 氣氛環(huán)境模擬:采用電火花點火,腔體配有五路進氣,可模擬不同氣氛環(huán)境;
? 可視化觀察監(jiān)控:配置多個Φ60mm觀察視窗,實現(xiàn)燃燒過程記錄;
? 智能分析模塊:整個腔體配有壓力傳感器和熱電偶,用于采集和分析數(shù)據(jù)。讓實驗環(huán)境更加貼合實驗需求,試驗數(shù)據(jù)更加精確,分析更加便捷;
? 按需精準定制:基于該定容彈所需的過程監(jiān)測報警、以及控制系統(tǒng)等輔助方案,點石可按客戶需求提供解決方案。
產(chǎn)品型號:DS-3000-4
燃燒室容積:15L
燃燒室形式:球形
外形尺寸:760mm×760mm×1500mm

五、爆炸極限測試儀
爆炸極限檢測儀是面向可燃性氣體、液體蒸汽和粉塵爆炸危險性評估的專業(yè)測試設(shè)備,能夠精確測定粉塵云的最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率、爆炸指數(shù)、爆炸下限及極限氧濃度等關(guān)鍵參數(shù)。
其典型應(yīng)用包括爆炸壓力曲線分析、不同燃料最小點火能測試、不同壓力下的燃爆常數(shù)測定等,為粉塵爆炸風險評估提供可靠數(shù)據(jù)支持。
產(chǎn)品型號:DS-3000-5
燃燒室容積:20L
燃燒室形式:球形
外形尺寸:760mm×760mm×1500mm
三、點石儀器定容彈高效賦能科研
點石儀器定容彈系列產(chǎn)品具備種類豐富、集成度高、適用性廣、技術(shù)先進、工藝精湛等特點,為科研人員獲取精準的實驗數(shù)據(jù)提供有力的支持。
隨著點石儀器在技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)取得突破,定容彈系列產(chǎn)品將持續(xù)成為燃燒研究與能源動力領(lǐng)域的基準實驗平臺。點石儀器定容彈系列產(chǎn)品將持續(xù)創(chuàng)新賦能燃燒研究與材料研發(fā),為廣大科研工作者賦能,為我國科技自主事業(yè)添磚加瓦。