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研究生:劉啟昌
研究生(外文):LIU, QI-CHANG
論文名稱:兩相可燃流場中的火焰熄滅分析研究
論文名稱(外文):Studies on flame extinction in two-phase combustible flows
指導教授:林大惠林大惠引用關係
指導教授(外文):LIN, DA-HUI
學位類別:博士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:機械工程研究所
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:1992
畢業學年度:80
語文別:中文
論文頁數:153
中文關鍵詞:兩相可燃流場火焰熄滅分析
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本文研究稀薄噴霧火焰熄滅現象。首先利用高活化能近似微擾法分析層流、穩態、
兩相、低速且平面的稀薄噴霧火焰。以到達火焰面完成液滴蒸發的臨界液滴半徑,
吾人將理論分析分為完全預蒸發噴霧和部份預蒸發噴霧模式。研究中,同時利用停
滯面兩相可燃流場,進行燃燒特性及火焰熄滅的實驗探討。
在一維兩相可燃流場熄滅理論,主要探討因油滴蒸發造成的內部熱損失,與火焰上
游外部熱損失同時作用對火焰熄滅的影響。對無外部熱損失之富油噴霧,出現由內
部熱損失影響的S型熄滅曲線,但貧油噴霧則無熄滅現象產生。當加入外部熱損失
時,結果顯示貧油噴霧,火焰熄滅的質量流隨起始油滴半徑增加,開始增加然後漸
減,最後趨近於exp(-0.5) ,而其所對應的外部熱損失稍大於exp(-1.0) 。對於富
油噴霧的火焰熄滅質量流,隨起始油滴半徑增加或液態燃料量減少而持續的增加。
若改變上游區壁溫以加強油滴預蒸發,顯示在完全預蒸發噴油的熄滅曲線與加強上
游預蒸發無關。同時得到臨界起始半徑r-∞ 當r-∞<r-∞火焰熄滅
受完全蒸發燃燒所控制,而r-∞>r-∞火焰熄滅受部份預蒸發燃燒影響,
並產生由油滴蒸發形成內部熱損失的S型曲線。文中討論在不同壁溫和液態量下,
r-∞和外部熱損失的關係。
在二維兩相可燃流場熄滅理論,研究水滴蒸發引起的內部熱損失和流場拉伸交互作
用的火焰熄滅現象。在Lewis 數小於1時,流場拉場加強火焰強度,當噴入霧化水
滴則產生S型熄滅曲線。在Lewis 數大於1時,流場拉場降低火焰強度產生C型熄
滅曲線,當噴入霧化水滴更減弱火焰燃燒而形成W型熄滅曲線。文中詳盡探討水滴
粒徑大小,噴水量,拉伸作用和Lewis 數應間的相互作用關係;理論結果可做為實
驗的定性比較。
在二維兩相可燃流場熄滅實驗,首先分析氣態停滯面燃燒流場的特性,包括火焰回
火、點燃、熄滅、紅色火焰和火焰不穩定等現象。接著針對氣態甲烷火焰承受水噴
霧作用的二維速度場、水顆粒粒徑和溫度場分佈作量測。最後探討甲烷預混火焰受
到流場拉伸和水噴霧的影響下,火焰位置和火焰溫度的變化及火焰熄滅現象的產生

誌謝
英文摘要
目錄
摘要
圖目錄
符號說明
一、緒論
二、一維兩相可燃流場的火焰熄滅理論
2-1 幾何描述和基本假設
2-2 控制方程式
2-3 火焰外區之展開
2-4 火焰內區之展開
2-5 邊界和跳接條件
2-6 零級解
2-7 最後解
2-8 討論
三、二維兩相可燃流場的火焰熄滅理論
3-1 幾何描述和假設
3-2 控制方程式
3-3 擴散區之展開
3-4 反應區之展開
3-5 速度場與最後解
3-6 討論
四、噴霧燃燒實驗系統
4-1 燃燒器系統
4-2 超音波震盪噴霧嘴系統
4-3 PDPA量測系統
4-4 高溫熱電偶量測設備
五、二維兩相可燃流場的火焰熄滅實驗
5-1 單佈性自由噴射兩相流
5-2 停滯面氣態火焰觀測
5-3 含水噴霧甲烷火焰分析
5-4 含水噴霧甲烷火焰熄滅現象
六、結論
七、參考文獻
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