臺灣博碩士論文加值系統

本實驗主要在研究噴流衝擊火焰燃燒結構，藉由控制噴嘴角度、燃料流量和氮氣與甲烷體積比來觀察火焰結構變化。運用燃氣間對衝所造成停滯面做為火焰的駐燃機構，較單純擴散火焰燃燒效率及昇溫能力好，並且可短化火焰長度，但在燃氣對衝時火焰根部下方會產生高溫回火區。在不同雷諾數下燃氣速度增加時火焰衝擊點溫度會降低，火焰升溫能力較強而火焰高度也隨之增加。
近似預混火焰燃燒中火焰燃燒較好，燃料的燃燒較完全，減少燃料不完全燃燒而產生的碳粒子。隨著氮氣與甲烷體積比的增加，火焰長度會縮短，火焰藍色預混貧油區比例增加，並且火焰內部溫度分布較為均勻。燃燒器角度不同時，雖然對火焰內部溫度分布影響並不大，但對於火焰的回火區造成很大的影響，隨著角度的增加回火區越來越明顯。

The structures of the jet impinging flame are observed under different impinging angles, Renolds number and fuel dilution. The impinging flame of methane fuel is therefore constructed at the stagnation plane. This simple mechanism may reduce the combustion length and the combustion efficiency. But there is a high temperature flashback in the root of flame. When the Renolds number increase, the temperature of impinging flame reduce at the stagnation point and the combustion efficiency increase.
Along with the ration of volume nitrogen and volume methane, the combustion length is reduced and the blue proportion of flame is increased. The temperature distribution of flame is uniform, too. Along with the impinging angle is increased, the area of flashback in the root of flame obvious more and more.

中文摘要……………………………………………………………i
英文摘要……………………………………………………………ii
誌謝…………………………………………………………………iii
目錄…………………………………………………………………iv
圖目錄………………………………………………………………vi
一、 前言……………………………………………………………1
1-1 簡介………….…………………………………………………1
1-2 應用與目的….…………………………………………………3
二、 文獻探討………………………………………………………5
三、 實驗設計………………………………………………………9
3.1 實驗主題…………………………………………………………9
3.2 主題說明…………………………………………………………9
3.2-1 研究相向噴擴散火焰之火焰結構……………………………9
3.2-2 研究相向噴流近似預混火焰之火焰結構並比較擴散火
焰與近似預混火焰之差異……………………………………………10
3.3 實驗儀器…………………………………………………………12
3.3-1 溫度量測系統…………………………………………………12
3.3-2 量測和資料收集設備…………………………………………13
3.3-3 流場和火焰拍攝設備…………………………………………13
3.3-4 光學設備………………………………………………………13
3.3-5 三維移動平台..………………………………………………14
3.3-6 精密平移台……………………………………………………14
3.3-7 數位式氣體流量計……………………………………………14
四、 實驗方法…………………………………………………………15
4.1 相向噴流擴散火焰結構…………………………………………15
4.2 近似預混火焰結構分析…………………………………………16
五、 結果與討論………………………………………………………18
5.1 垂直燃燒器與45度燃燒器火焰溫度比較………………………18
5.1-1 火焰中心溫度比較……………………………………………19
5.1-2 XY平面火焰溫度比較…………………………………………19
5.2 噴流衝擊擴散火焰………………………………………………21
5.2-1 噴流衝擊擴散火焰火焰圖……………………………………21
5.2-2 噴流衝擊擴散火焰schlieren圖………………………………22
5.2-2-1 同一燃燒器角度(45度)不同燃料雷諾數…………………23
5.2-2-2 同一燃料雷諾數( 180 )不同燃燒器角度…………………24
5.2-3 不同燃氣雷諾數及不同噴嘴角度之燃燒器火焰溫度比
較………………………………………………………………………24
5.2-3-1 相同嘴角度不同燃氣雷諾數下火焰溫度比較……………24
5.2-3-1.1 火焰中心溫度比較………………………………………24
5.2-3-1.2 火焰溫度場比較…………………………………………25
5.2-3-2 相同燃料雷諾數不同噴嘴角度下火焰溫度比較…………27
5.2-3-2.1 火焰中心溫度比較………………………………………27
5.2-3-2.2 火焰溫度場比較…………………………………………27
5.3 噴流衝擊近似預混火焰…………………………………………29
5.3-1 噴流衝擊近似預混火焰火焰圖………………………………29
5.3-1-1 45度燃燒器火焰圖…………………………………………29
5.3-1-2 72度燃燒器火焰圖…………………………………………30
5.3-1-3 90度燃燒器火焰圖…………………………………………30
5.3-2 擴散火焰與近似預混火焰溫度場比較………………………31
5.3-2-1 不同N2 / CH4 比值下火焰溫度比較………………………31
5.3-2-1.1 火焰中心溫度比較.………………………………………31
5.3-2-1.2 火焰溫度場比較.…………………………………………31
5.3-2-2 不同燃燒器角度下火焰中心溫度比較……………………33
5.3-2-2.1 火焰中心溫度比較.………………………………………33
5.3-2-2.2 火焰溫度場比較.…………………………………………33
六、 結論………………………………………………………………34
6.1 噴流衝擊擴散火焰………………………………………………34
6.2 噴流衝擊近似預混火焰…………………………………………34
七、參考資料…………………………………………………………36

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