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研究生:李文宗
研究生(外文):LI,WEN-ZONG
論文名稱:相反流向固態燃料表面火燄擴散之研究
指導教授:劉通敏劉通敏引用關係
指導教授(外文):LIU,TONG-MIN
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1991
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:固態燃料擴散對流熱傳
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本文主要目的在於研究強制對流反向固態燃料表面火焰擴散的過程。固態燃料 (PM-
MA)系垂直固定於燃燒風洞的壁面,由燃料上端點火後,火焰沿燃料之表面往下擴散
,而空氣從燃料下端往燃料上端流動,其流向與火焰擴散的方向相反。
實驗中主要控制的參數為燃料厚度與空氣流速,而量測的參數為火焰擴散速度,燃燒
後氣體的溫度場及燃料未烯區內部的溫度場。燃料長度為30cm,寬為3cm ,厚度變化
範圍由0.2cm 至2.54cm,而空氣流速變化之範圍為 70cm/s 至130cm/s 。
本文係以Mach-Zehnder干涉儀與即時全像干涉儀來量測燃燒後氣體的溫度場,而燃料
未燃區內部的測試場之量測係以熱電偶為之。另外,以雷身流速儀量測試驗區之入口
狀況,確定入口狀況為層流狀態。
經過數學回歸分析後,燃料厚度與空氣流速及火焰擴散速度間可用一簡潔的數學關係
式表示如下:
V=213Re
而空氣流速對火焰擴散速度的影響比燃料厚度的影響大。
燃料未燃區內部的等溫線密集分布於一區域內,稱該區域為熱傳臨界區。而傳至未燃
區的凈熱率中有百分之八是傳至熱傳臨界區域內。另外空氣流速及燃料厚度的增大均
會使熱傳臨界長度加長,同時熱傳穿透深度亦會變深,於是造成熱傳臨界長度加長,
同時熱傳穿透深度亦會變深,於是造成熱傳臨界區域增大,因此,於是造成熱傳臨界
區域增大,因此,於熱傳臨界區域內,每單位體積的受熱量會變小,而使得火焰擴散
的速度變慢。
經過能量平衡分析的結果,薄燃料表面火焰擴散的過程中傳至未燃區的凈熱傳率中,
燃料內部熱傳導率之貢獻遠小於空氣的熱傳率,但是於厚燃料表面火燄擴散過程中,
燃料內部執傳導率的貢獻與空氣的熱傳率同等重要。

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