استند آزمايشگاهي تست احتراق در محفظه هاي ميكرو و مزو امروزه با توجه به پيشرفت‌هاي صورت گرفته در زمينه توليد مواد نيمه رسانا و فناوري‌هاي ماشين‌كاري در ابعاد ميكرو براي توليد تجهيزات در ابعاد كوچك در حد ميلي‌متر و ميكروني، همچنين توسعه سريع سيستم‌هاي ميكرو الكترومكانيكي (MEMS)، تقاضاها براي طراحي و توليد اين گونه از سيستم‌ها از قبيل سيستم‌هاي متحرك بسيار كوچك، ميكرو روبات‌ها، سيستم‌هاي هوافضايي ابعاد كوچك، ميكرو پيشرانه هاي فضايي، ميكرو موتورها و سيستم‌هاي توليد توان ميكرو داراي توانايي توليد انرژي زياد در ابعاد كوچك، براي استفاده در دو بخش اقتصادي و نظامي به سرعت در حال گسترش مي‌باشد. در سال‌هاي اخير به عنوان يكي از مناسب‌ترين منابع توليد توان در سيستم‌هاي توليد توان ميكرو به صورت جدي مورد توجه قرار گرفته اند. بنابراين، از آنجا كه براي استخراج انرژي از سوخت‌هاي هيدروكربني نياز به طراحي محفظه هاي احتراقي در ابعاد كوچك مي باشد، از اين رو، بسياري از محققان در سراسر دنيا در تلاش جهت بهينه سازي و ارتقاء اين‌گونه از سيستم‌هاي احتراقي به عنوان منابع توليد انرژي در آينده نزديك مي باشند، با توجه به اين مهم شناخت ماهيت و پديده ها در احتراق در ابعاد ميكرو و مزو داراي اهميت بسيار مي باشد و اين مهم نيازمند داشتن ابزار و وسايل مناسب جهت اندازه گيري مي باشد كه در اين طرح اقدام به طراحي و ساخت اين استند آزمايشگاهي گرديده است به گونه اي كه گستره وسيعي از تست‌ها را پوشش مي‌دهد. تعدادي از آزمايش‌هاي كه قابل اجرا در اين استند مي‌باشند عبارتند از: پديده شناسي احتراق در محفظه هاي ميكرو و مزو، بررسي اثر رقيق سازي و رقيق سازهاي مختلف بر احتراق ميكرو و مزو، بررسي اثر پيش‌گرمايش بر احتراق ميكرو و مزو، بررسي احتراق در محفظه هاي احتراق‌ تخت و استوانه اي، بررسي اثر مغناطيس بر روي احتراق ميكرو و مزو، بررسي اثر جريان‌هاي الكتريكي بر احتراق ميكرو و مزو، بررسي ميزان شدت روشنايي ناشي از احتراق ميكرو و مزو، بررسي فركانس شعله¬هاي نوساني، بررسي اثرات ضرباني و پالسي جريان بر احتراق ميكرو و مزو، پردازش تصوير شعله.

استند آزمايشگاهي تست شعله در جريان هاي چرخشي اين اختراع از نظر فني در حيطه علم احتراق، مكانيك سيالات و علوم حرارتي قرار مي گيرد و كاربرد اصلي آن در شاخه هاي مكانيك و هوافضا است. هدف اصلي استفاده از جريان هاي چرخشي، كاهش آلاينده هاي احتراق، كاهش مصرف سوخت و افزايش پايداري شعله مي باشد. يكي از رايج ترين روش ها براي توليد چرخش استفاده از پره هاي چرخاننده است. مشكل اساسي اين روش، توليد چرخش يكسان به ازاي تمامي مقادير سرعت ورودي مي باشد كه اين ايراد در طراحي جديد از بين رفته است. به عبارت ديگر در اين طراحي مي توان به ازاي هر مقدار سرعت، عدد چرخش مورد نظر را بدست آورد. در گذشته، توجهي به نوع رژيم احتراقي كه در مشعل حاكم است نشده بود؛ به اين معني كه براي كاربر هيچ گونه امكان براي تغيير در رژيم احتراق وجود نداشت. در اين طراحي كاربر مي تواند تغييراتي در عملكرد مشعل ايجاد كند تا راندمان احتراقي افزايش يابد. اين تغييرات مي تواند شامل بازه گسترده اي از محدوده كاملا پيش مخلوط تا كاملا غير پيش آميخته مي باشد. در طراحي پيش رو تلاش شده تا اين ايراد مشعل هاي گذشته (كه تنها مي توانستند يك نقطه طراحي Design Point داشته باشند) برطرف گردد و مشعل بتواند در اين بازه گسترده عمل كند.

در اين اختراع بستر آزمون عملكرد ريز رانشگر سوخت مايع دو مولفه اي با نيروي پيشران كمتر از يك نيوتن و نيز ريزرانشگر آزمايشگاهي مربوطه، جهت بررسي عملكرد آن طراحي و ساخته شده است. بمنظور ايجاد يك مخلوط قابل اشتعال و نيز كاهش زمان اختلاط مابين سوخت و اكسيد كننده در داخل محفظه احتراق ريز رانشگر، سوخت و اكسيد كننده قبل از ورود به محفظه احتراق رانشگر در يك مخلوط كننده با هم تركيب مي­شوند. در بستر آزمون مذكور سوخت به سه طريق پاشش مستقيم به وسيله انژكتور، استفاده از جسم متخلخل و نيز تبخير قبل از ورود به مخلوط كننده قابليت اختلاط با اكسيد كننده را دارا مي­باشد. اكسيژن به عنوان اكسيد كننده با سوخت­هاي مايع مختلف تركيب شده و پارامترهايي همانند رژيم شعله، محدوده عملكرد ريز رانشگر و ناپايداري شعله در درون محفظه احتراق و ميزان نيروي پيشران توليد شده توسط ريزرانشگر در بستر آزمون عملكرد ثبت مي­گردد. درريز رانشگر طراحي شده قابليت استفاده از سوخت­هايي همانند متانول، اتانول، بوتان، پروپان و تركيبات سوخت هاي مختلف در نظر گرفته شده است.

سيستم مشغل احتراق در هواي مافوق گرم Super Preheat Bumer (S.P.B) بدليل استفاده از تكنولوژي احتراق در هواي با درجه حرارت بالا كه اين قابليت را به مشغل مي دهد كه سوخت آن در هوايي با غلظت اكسيژن بسيار پائين تر از اكسيژن موجود در هوا يعني زير 21 درصد بخوبي محترق شده و از اين رو موجب كاهش فوق العاده در ميزان توليد گازهاي آلاينده اكسيدهاي نيتروژن و اكسيدهاي كربن در گازهاي حاصل از احتراق گردد. همچنين اين مشعل بدليل استفاده از تكنولوژي فوق، بدليل مافوق گرم كردن هواي احتراق پيش از احتراق براي دستيابي به يك سطح دمايي خاص در محفظه احتراق نياز به سوخت بسيار كمي در مقايسه با سيستمهاي احتراق رايج خواهد داشت ساير ويژگيها و قابليتهاي سيستم مشعل احتراق در هواي مافوق گرم بصورت زير مي باشد: 1- صداي احتراق كمتر: صداي احتراق مشغل SPB به دو دليل سطوح توربولانس و شدت احتراق در داخل يك واكنش احتراقي كمتر از ميزان آن در مشعلهاي عادي شود. 2- احتراق پايدار در قسمتهاي پائين دست نازل سوخت. 3- حداكثر بازيابي از حرارت تلف شده موجب افزايش ظرفيت انتقال حرارت و كم كردن اتلاف حرارت مي گردد اين پارامتر موجب دستيابي به كارايي و عملكرد بالا مي شود 4- احتراق بصورت خوداشتعالي 5- نوسانات دماي شعله اندك است. 6- كاهش باعاد و اندازه تجهيزات: مطالعه بر روي شعله هاي احتراق در هواي مافوق گرم نشان مي دهد كه ميدان حرارتي و توزيع شار حرارتي در مقايسه با احتراق در هواي معمولي بسيار يكنواخت تر مي باشد. زمان تاخير در اشتعال با توجه به دماي هواي اتاق مختلف مي باشد. با توجه به پتانسيل بالاي احتراق در هواي با درجه حرارت بالا در كاهش ابعاد و اندازه تجهيزات با استفاده از اين تكنولوژي در ميزان مصرف مواد مورد نياز در ساخت تجهيزات نيز صرفه جويي مي گردد. شعله يكنواخت توليد شده بوسيله تكنولوژي شعله هاي احتراق در هواي مافوق گرم پتانسيل كاربردي زيادي را براي اين تكنولوژي در بازه بزرگي را فراهم مي سازد. برخي از اين كاربردها عبارتند از: 1- رفورمينگ سوخت 2- توليد توان 3- فرايندهاي شيميايي و نابودسازي ضايعات.

شير سوئيچينگ چهار طرفه Four-Way Switching Valve (F.S.V) براي تغيير جهت جريان ميان دو سيستم كه در يك سيكل واحد با يكديگر كار مي كنند بكار مي رود. اين شير قادر است با حركت صفحه تغيير دهنده جريان كه توسط يك موتور كنترلي انجام مي گيرد جهت جريان ميان دو سيستم را تغيير داده و در عين حال بعنوان يك خروجي براي سيستمي كه جريان ورودي از آن عبور نمي كند عمل كند. در سيستمهاي رايج براي انجام چنين فرايندهايي معمولا از چهار عدد شير كنترلي بصورتيكه در شكل زير نشان داده شده است استفاده مي شود كه مقرون به صرفه نمي باشد.

سابقا در ايران اساسا دستگاه تست مشعل به صورت صنعتي و نيمه صنعتي نبوده است و تنها چيزي كه تا به حال شبيه اين دستگاه بوده دستگاه تست مشعل خانگي مي باشد. كه جنبه صنعتي و دقت آن را ندارد ضمنا پيش گرم كردن هوا در تست هاي انجام شده تا دماي ۴۰۰ درجه توسط هيترهاي الكتريكي انجام مي شده است و دستگاه تست جدايي براي آزمايش مشعل هاي بدون شعله كه نياز به پيش گرم كردن هوا تا ۱۰۰۰ درجه دارد وجود نداشته است ابتدا در مشعل پيش گرم هوا تا درجه حرارت ۱۰۰۰ درجه گرم مي شود سپس در استند اصلي سوخت ثانويه تزريق مي شود دستگاه كاملا به صورت اتوماتيك كار مي كند بنابراين چينش دستگاه كاملا به صورت پشت سر هم و خطي خواهد بود يعني مشعل پيش گرم هواي گرم را آماده مي كند و به استند اصلي متصل است و رابط اين دو با هم مشعل نيمه صنعتي با ترزيق گاز ثانويه مي باشد ابزارهاي دقيق به صورت مناسب و متناسب با نياز تست قابل چينش و جابجايي مي باشد. كوره هاي صنعتي ، آزمايشگاه هاي احتراق، رفورمرهاي سوخت و صنايع شيميايي كاربرد دارد.