背向階梯流場對於分離點附近之階梯幾何形狀十分敏感,此處亦即突張燃 燒室之進氣道,因此只要稍微改變進氣道之幾何形狀,即可改變背向階梯 流場的特性,諸如:複接觸長度、迴流區內之最大迴流量、剪流層內的紊 流強度。這些流場特性的變動,同時會帶動壁面熱傳量的改變,進而影響 固態燃料的熱解情況,此對固態燃料的引燃與燃燒室的駐焰性有重大的影 響。本文改變突張燃燒室進氣道之幾何形狀,並以高溫含氧氣流引燃燃燒 室內之固態燃料。由結果中發現:進氣道幾何形狀對背向階梯流場之複接 觸長度、迴流量及剪流層之紊流強度有明顯的影響。但複接觸長度與剪流 層之紊流強度對引燃並沒有直接的關聯,迴流區的最大迴流量和引燃延遲 則有反比的關係存在。引燃過程中,燃料面上方會有藍焰先出現,再由迴 流區之黃焰引燃,且藍焰最早出現的位置與迴流區的駐焰性能有關。引燃 的控制機構為燃料的熱解率與流場的熱損。引燃延遲隨氧濃度升高而縮短 ,隨速度的增加則有先增後減的趨勢,在V=20m/s時,引燃延遲最長。其 中漸縮式進氣道經驗證後,證明有較短的引燃延遲及較佳的駐焰性能,已 與中科院之專家共同提出專利申請,至於改善駐焰性能之詳細原因,及其 在工業爐與燃燒室之應用,則有待更進一步的探討。
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