智能型酒精噴燈燃燒試驗機的性能研發和試驗方法

＊李文順 王薈 牟春風

（1.淮南礦業集團興科計量技術服務有限責任公司 安徽 232001 2.淮南礦業集團商品檢測檢驗有限公司 安徽 232001 3.徐州東控科技有限公司 江蘇 221000）

引言

在科學研究和工程應用中，燃燒試驗一直都是一項廣泛且重要的試驗操作工作，燃燒實踐與相關的技術嘗試涵蓋了多個領域，其中主要包括化學反應動力學、生物化學研究、環境科學、能源利用和火災安全等。酒精噴燈燃燒試驗作為其中一種重要的燃燒試驗手段，在工業制造以及技術研發等多個領域中均有所應用，實際的應用范圍相對廣泛，技術研發難度相對較大。當前情況下，傳統的酒精噴燈燃燒試驗存在一些局限性，如難以控制的燃燒參數、數據采集困難、試驗操作繁瑣等問題依然存在，限制了智能型酒精噴燈燃燒試驗機在科技研究與工程建設等方面的實際應用效果，這些問題也將在本次技術研究環節中得到解決。

1.智能型酒精噴燈燃燒試驗機的性能研發和試驗問題分析

（1）控制精度不足。傳統酒精噴燈燃燒試驗存在控制精度不足的問題，主要歸因于試驗裝置的機械結構和控制系統對關鍵參數控制的局限。例如，火焰大小和溫度容易受環境和燃料流速等因素影響，導致結果不穩定且誤差累積。不確定性因素不僅影響了試驗數據的準確性和有效性，還影響智能型酒精噴燈燃燒試驗機的正常運行。

（2）安全性和環保性問題。在酒精噴燈燃燒試驗中，安全隱患是一個重要問題，涉及高溫、火焰和有害氣體。技術操作人員必須小心管理火焰并采取安全措施以保護其生命安全和實驗室環境安全，以防止意外傷害或火災發生。此外，燃燒產物中的有害物質，如一氧化碳等，需要經過特殊或環保處理，以確保實驗室內部環境的安全和操作人員的生命安全。

2.智能型酒精噴燈燃燒試驗機設計與性能優化方法分析

智能型酒精噴燈燃燒試驗機的設計注重多方面因素，以確保其穩定、高效、安全運行。首先考慮的是試驗機的結構必須堅固、穩定，以維持試驗過程的安全性。采用先進材料和工程設計，確保試驗機在高溫和高壓環境下可靠工作。同時，試驗機結構需具備穩定性和耐壓特性，充分考慮燃燒產物排放以及后續試驗操作的科學性、環保性和操作便捷性。引入高效通風系統，設計易清潔和維護的結構，以確保技術操作人員和使用者的安全，維持實驗室內的環境衛生，避免環境污染和生態破壞。

圖1 智能型酒精噴燈燃燒試驗機外形結構

圖2 智能型酒精噴燈燃燒試驗機內部構造

（1）智能控制系統的設計與實現。智能型酒精噴燈燃燒試驗機的關鍵是其智能控制系統，其采用先進的控制算法和傳感技術。現代化的系統監測并自動處理試驗數據，將關鍵信息儲存在計算機內，確保數據的真實性和有效性。該系統實現了對火焰大小、溫度和燃料流速等關鍵參數的精確控制，確保了試驗的準確性和可重復性。技術操作人員還自主研發了控制軟件，與硬件系統完美結合，提供實時監測、數據記錄和分析功能，支持數據的處理和運算。此外，該系統還支持遠程控制，提高了系統的整體運行效果，增加試驗的靈活性。

（2）燃燒效率的優化策略。為了提高智能型酒精噴燈燃燒試驗機的燃燒效率，我們實施了一系列精密設計的優化策略，旨在實現更高效、穩定的燃燒過程。這些策略涵蓋了燃燒室的設計和材料選擇、燃燒控制系統的實現，以及燃料選擇和供應系統的優化。

①燃燒室的優化設計。結構設計：經過嚴謹的工程設計，燃燒室的結構被優化，以確保氣體在其中的均勻混合。獨特的幾何形狀和內部結構設計使得燃料和氧氣在燃燒室內充分混合，從而實現更加完全的燃燒，這不僅提高了燃燒效率，還增強了火焰的穩定性。材料選擇：考慮到高溫和腐蝕環境，我們選用了耐高溫、抗氧化的先進材料，如高級陶瓷和特種合金，用于制造燃燒室。這些材料確保了燃燒室在極端條件下的穩定性和長期耐用性，同時降低了維護成本。

②燃燒控制系統。智能控制邏輯：我們引入了一套智能的燃燒控制系統，該系統利用先進的算法和傳感技術實現對火焰大小、溫度和燃料流速的精確控制。系統通過實時監測火焰和環境條件，并自動調整燃料和氧氣供應量，確保火焰的恒定性和高效燃燒。實時監控和反饋：通過集成的傳感器網絡，包括溫度、壓力和氧氣濃度傳感器，系統能夠實時監測火焰的關鍵參數，并快速響應以維持最佳燃燒條件。這種實時監控和自動調整機制確保了燃燒過程的穩定性和效率。

③燃料選擇和供應系統的優化。燃料混合物的研究：經過詳細研究，我們選擇了一種5%甲醇和95%乙醇的混合物作為燃料。這種混合物不僅提高了燃燒效率，還減少了有害排放，同時降低了成本和資源消耗。供應系統升級：燃料供應系統經過優化，確保燃料流量的均勻性和可控性。通過精確的泵和閥門控制，系統可以精確調節燃料流量，以適應不同的燃燒條件，從而進一步優化了燃燒過程，并減少了燃料浪費。

這些綜合的優化措施大幅提高了智能型酒精噴燈燃燒試驗機的燃燒效率，同時確保了試驗數據的準確性和穩定性。我們的改進不僅提升了試驗機的性能，還顯著降低了運行成本，為廣泛的應用提供了更高的經濟效益和可行性。

（3）試驗結果的數據分析與性能評估。智能型酒精噴燈燃燒試驗機的性能評估在本次技術研究和實踐操作中扮演了至關重要的角色。技術操作團隊不僅詳細記錄了相關技術參數，還對試驗結果進行了全面的分析，將數據與傳統酒精噴燈燃燒試驗機的性能做了對比評估。這一過程顯著突顯了智能型試驗機的先進性和優越性。

燃燒時間與效率：在我們的試驗中，智能型試驗機的燃燒時間設置為1000s，其中明焰時間為28.6s，熾燃時間為30.4s。相比傳統設備，智能型試驗機在達到穩定燃燒狀態上更加迅速，減少了準備時間。火焰溫度穩定性：測量數據表明，火焰溫度維持在978℃左右，這一穩定性遠超過傳統設備，后者往往因技術限制而在溫度控制上存在較大波動。火焰高度控制：火焰高度在155mm到175mm之間波動，平均值為165mm，顯示了優于傳統設備的高度控制精度。燃料效率：燃料消耗量維持在2.60mL/min，較傳統設備更為經濟和高效。

這些數據的詳細分析不僅揭示了智能型試驗機在性能方面的優勢，而且與傳統設備相比，突出了其在控制精度、安全性和環保性方面的顯著進步。例如，智能型試驗機通過精確控制燃料流量和氧氣供應，大幅提高了燃燒效率，同時減少了有害氣體排放。

3.智能型酒精噴燈燃燒試驗機燃燒試驗方法的建立與優化方法分析

（1）試驗樣品的準備和選擇。在技術操作人員開展智能型酒精噴燈燃燒試驗機試驗的過程中，必須選擇合適的試驗樣品，還需要開展相關的技術準備工作，必須確保試驗操作流程的完整性，還需要保證試驗操作的整體安全性能，不得出現任何類型的違規操作行為，也不能出現任何類型的安全管理問題及突發事故[2]。首先，技術操作人員需要選擇合適的燃料—酒精，還需要檢查酒精的整體性能，其中不得摻雜任何雜質，也不得摻水。

在此過程中，技術操作人員需要注意，所選擇的各類試驗樣品必須經過技術檢驗部門的檢測和記錄，還需要完成相關的試驗操作之后，才可以正式投入使用。存在質量問題或者是技術檢驗問題的各類試驗樣本則不得應用于智能型酒精噴燈燃燒試驗機試驗環節之中。在準備各類試驗樣品的過程中，技術操作人員還要考慮樣品的凈化和處理，以確保樣品不含有干擾試驗結果的雜質。

（2）試驗參數的設定與控制。智能型酒精噴燈燃燒試驗機的試驗參數設定和控制至關重要。在實驗準備中，技術操作人員必須確保基本參數的準確設定和可靠控制，以確保試驗準確性和可重復性。

首先，技術操作人員必須嚴格根據相關標準，如火焰大小、燃料流速和氧氣供應，精確設定試驗的基本參數，以確保可靠和準確的試驗數據。他們采用了精密掛式酒精噴燈，并根據淮南商檢標準的要求，嚴格控制和設定了燃燒時間、明焰與熾燃時間計時器、火焰溫度、火焰高度以及燃料消耗量等參數。

其次，通過智能控制系統，技術操作人員能夠全程監控試驗過程中各項參數的變化。觸摸屏+PLC操作界面的應用簡化了試驗操作，提供了全面的實時數據反饋。這提高了試驗的可控性，為后續數據分析和研究提供了可靠的數據支持。

此外，技術操作人員通過燃料選擇和供應系統的精心設置，有效降低了試驗成本和資源消耗。他們選擇了5%甲醇和95%乙醇混合物作為燃料，并有效控制和優化了火焰溫度、火焰高度以及燃料消耗量等參數，使試驗過程更加經濟高效。

通過精確設定和智能控制試驗參數，技術操作人員確保了試驗數據的可靠性和有效性，為研究和實踐操作提供了堅實的基礎。

（3）數據采集與分析方法。智能型酒精噴燈燃燒試驗中的數據采集與分析環節對于確保試驗結果的科學性和有效性至關重要。技術操作人員在此環節中深入了解燃燒反應的發展過程和技術原理，準確評估試驗結果，并以此為基礎為后續的試驗研究奠定良好的基礎。

①數據采集。在數據采集過程中，技術操作人員利用了一系列先進的傳感器和儀器。例如，溫度傳感器、壓力傳感器和氧氣濃度檢測儀等設備被用于監測關鍵參數，如火焰的溫度、壓力和氧氣濃度。這些儀器實時采集數據并傳輸給控制系統，確保了數據的準確性和可靠性。工作人員還需提前檢查這些傳感器和儀器的校驗數據，確保其正常運行。

②數據分析。技術操作人員根據試驗的具體目的和技術研究方向選擇合適的數據檢驗方法和分析方法。廣泛應用的分析方法包括統計分析、計算模擬和圖像處理等。通過這些方法，技術團隊能夠處理試驗數據，例如，利用溫度和壓力數據推斷火焰的熱力特性，或通過圖像處理技術分析火焰的形態和顏色，以深入理解燃燒過程。這些分析方法幫助技術人員深入理解試驗結果，并發現潛在的規律和問題。

4.結束語

總體而言，本文主要立足于智能型酒精噴燈燃燒試驗機技術研發這一重要視角，主張積極克服傳統技術研發方面的不足之處，進一步提升燃燒試驗的精確性和可控性，從而獲得相關的檢驗數據。通過引入現代化的智能控制系統和數據采集技術這一重要途徑，技術操作人員旨在實現對燃燒試驗參數的精確控制和實時監測，從而有效確保試驗數據的準確性。此外，技術操作人員還將探索燃燒試驗方法的優化策略，以提高試驗的可重復性和效率。在智能型酒精噴燈燃燒試驗機的技術研究與操作等諸多環節之中，經過一系列的技術驗證之后，判斷智能型酒精噴燈燃燒試驗機具備較高的自動化和智能化特征，此類技術的廣泛應用能夠顯著提高燃燒試驗的精確性和可控性，值得大力推廣和應用。