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研究生:蔣淑卿
研究生(外文):Chiang Shu-Ching
論文名稱:複合進氣道燃燒器之火焰結構研究
論文名稱(外文):Turbulent Flame Structure of Impinging Burners with Hybrid Injection Ports
指導教授:楊鏡堂楊鏡堂引用關係
指導教授(外文):Yang Jing-Tang
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械工程學系
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:衝擊型燃燒器燃燒器部分預混火焰
外文關鍵詞:Impinging burnerBurnerpartially premixed flame
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本文主要目的是探討不同進氣道設計的矩形與圓形燃燒器,燃燒機制上的異同。利用實驗分析,觀察V型凹槽結構對燃燒器燃燒型態的影響。由觀察火焰型態與Shadowgraph影像等定性表現,以及溫度場分佈、穩定操作範圍等定量結果,歸納V型的凹槽設計對矩形燃燒器燃燒機制的影響,並且將同樣的對向衝擊概念,使用在圓形燃燒器的設計上,觀察圓形對稱方式的燃燒器受到衝擊效應的影響,對燃燒性能的改善情形。
兩型矩形衝擊型燃燒器的衝擊效應主導流場結構,在低當量比時,接近完全燃燒,兩者的火焰型態與溫度表現相似,都有1500℃以上的高溫極值出現,其中多向衝擊效應使三向衝擊型燃燒器的高溫區域較大。但在高當量比時,流量過低使兩向衝擊型燃燒器無法維持穩定的燃燒狀態,發生回火現象,而三向衝擊型燃燒器因為第三向開口燃氣流逸,可以維持穩定的操作狀態。
圓形衝擊型燃燒器在高當量比時,衝擊效應的影響不大,但在低當量比下,圓形衝擊型燃燒器的預混火焰面開始向凹槽內部聚集,增強預熱效應,可以提供比圓形平面燃燒器更廣的高溫分佈以及較佳的穩定操作極限。與矩形衝擊型燃燒器比較,圓形燃燒器在火焰穩定性以及操作極限上有較佳的表現,但是在各火焰型態時,圓形燃燒器的火焰高度普遍比矩形燃燒器高10公分,封裝上有彈性較差的缺點。
目 錄
摘要---------------------------------------------------------- I
誌謝----------------------------------------------------------II
本文目錄-----------------------------------------------------III
圖表目錄----------------------------------------------------- VI
符號說明------------------------------------------------------IX
本 文 目 錄
第一章 前言-------------------------------------------------1
第二章 文獻回顧---------------------------------------------3
2-1 燃料的選擇-------------------------------------------3
2-2 燃燒模式---------------------------------------------4
2-3 火焰模式---------------------------------------------5
2-4 流場結構---------------------------------------------6
2-5 預熱效應---------------------------------------------8
2-6 二次空氣---------------------------------------------9
2-7 不完全燃燒現象--------------------------------------10
2-8 燃燒不穩定現象--------------------------------------10
2-9 紊流燃燒--------------------------------------------11
2-10 火焰之間的交互作用----------------------------------11
第三章 實驗方法與設計--------------------------------------13
3-1 主要控制參數----------------------------------------13
3-2 實驗設備與配置--------------------------------------14
3-3 實驗設計--------------------------------------------16
3-4 定量量測的對稱性與不準度分析------------------------18
第四章 矩形燃燒器的燃燒機制--------------------------------19
4-1 矩形燃燒器的幾何結構--------------------------------19
4-2 矩形燃燒器的火焰模式定義與火焰變化過程--------------20
4-3 矩形燃燒器Shadowgraph流場分析-----------------------24
4-4 矩形燃燒器溫度場分析--------------------------------28
4-5 矩形燃燒器穩定操作範圍------------------------------35
4-6 矩形燃燒器的燃燒機制歸納----------------------------36
4-7 燃燒器的幾何對稱方式--------------------------------38
第五章 圓形燃燒器的燃燒機制--------------------------------40
5-1 圓形燃燒器的幾何結構與實驗型式的選擇----------------40
5-2 圓形燃燒器的火焰模式定義與火焰變化過程--------------41
5-3 圓形燃燒器Shadowgraph流場分析-----------------------45
5-4 圓形燃燒器溫度場分析--------------------------------48
5-5 圓形燃燒器穩定操作範圍------------------------------53
5-6 圓形燃燒器的燃燒機制歸納----------------------------54
第六章 結論與未來展望--------------------------------------56
6-1 矩形燃燒器的燃燒機制------------------------------56
6-2 圓形燃燒器的燃燒機制------------------------------56
6-3 矩形燃燒器與圓形燃燒器的比較----------------------57
6-4 未來展望------------------------------------------58
第七章 參考文獻--------------------------------------------59
圖表---------------------------------------------------------64
附錄I 圓形平面燃燒器與圓形衝擊燃燒器的實驗數據--------------107
附錄A 圓形衝擊燃燒器燃燒場溫度分佈圖-----------------------107
附錄B 圓形衝擊燃燒器燃燒場溫度擾動量分佈圖----------------108
附錄C 圓形平面燃燒器燃燒場溫度分佈圖----------------------109
附錄D 圓形平面燃燒器燃燒場溫度擾動量分佈圖----------------110
附錄II 兩向衝擊型燃燒器─固定燃氣流量時的火焰型態----------111
附錄E 兩向衝擊型燃燒器─固定燃氣流量時的火焰型態(一)--111
附錄F 兩向衝擊型燃燒器─固定燃氣流量時的火焰型態(二)--112
圖 表 目 錄
圖3.1 燃燒場燃氣管路示意圖-----------------------------------64
圖3.2 實驗系統配置圖-----------------------------------------65
圖3.3 矩形燃燒器溫度場量測格點-------------------------------66
圖3.4 圓形燃燒器溫度場量測格點-------------------------------67
圖3.5 兩向與三向衝擊型燃燒器溫度場定量量測對稱性-------------68
圖3.6 圓形衝擊開口燃燒器溫度場定量量測對稱性-----------------69
圖4.1 實驗架構流程圖-----------------------------------------70
圖4.2 三型矩形燃燒器實體照片---------------------------------71
圖4.3 三型矩形燃燒器的結構示意圖-----------------------------71
圖4.4 兩向衝擊型燃燒器火焰型態(一)---------------------------72
圖4.5 兩向衝擊型燃燒器火焰型態(二)---------------------------72
圖4.6 兩向衝擊型燃燒器火焰型態(三)---------------------------73
圖4.7 兩向衝擊型燃燒器火焰型態(四)---------------------------73
圖4.8 兩向衝擊型燃燒器火焰型態(五)---------------------------74
圖4.9 兩型衝擊型燃燒器火焰模式細部變化-----------------------74
圖4.10 三向衝擊型燃燒器火焰型態------------------------------75
圖4.11 矩形平面燃燒器火焰型態(一)----------------------------75
圖4.12 矩形平面燃燒器火焰型態(二)----------------------------75
圖4.13 兩向衝擊型燃燒器Shadowgraph流場動態影像(一)-----------76
圖4.14 兩向衝擊型燃燒器Shadowgraph流場動態影像(二)-------- --77
圖4.15 兩向衝擊型燃燒器Shadowgraph流場動態影像(三)-----------78
圖4.16 三向衝擊型燃燒器Shadowgraph流場動態影像(一)-----------79
圖4.17 三向衝擊型燃燒器Shadowgraph流場動態影像(二)-----------80
圖4.18 三向衝擊型燃燒器Shadowgraph流場動態影像(三)-----------81
圖4.19 矩形平面燃燒器Shadowgraph流場動態影像(一)-------------82
圖4.20 矩形平面燃燒器Shadowgraph流場動態影像(二)-------------83
圖4.21 兩向衝擊型燃燒器燃燒場溫度分佈圖----------------------84
圖4.22 兩向衝擊型燃燒器燃燒場溫度擾動量分佈圖----------------85
圖4.23 三向衝擊型燃燒器燃燒場溫度分佈圖----------------------86
圖4.24 三向衝擊型燃燒器燃燒場溫度擾動量分佈圖----------------87
圖4.25 矩形平面燃燒器燃燒場溫度分佈圖------------------------88
圖4.26 矩形平面燃燒器燃燒場溫度擾動量分佈圖------------------89
圖4.27 兩向衝擊型燃燒器穩定操作範圍--------------------------90
圖4.28 三向衝擊型燃燒器穩定操作範圍--------------------------90
圖4.29 矩形平面燃燒器燃穩定操作範圍--------------------------90
圖5.1 圓形平面燃燒器實體照片與結構示意圖---------------------91
圖5.2 圓形平面開口燃燒器實體照片與結構示意圖-----------------91
圖5.3 圓形衝擊燃燒器實體照片與結構示意圖---------------------92
圖5.4 圓形衝擊開口燃燒器實體照片與結構示意圖-----------------92
圖5.5 圓形衝擊開口燃燒器之火焰型態上視圖與側視圖-------------93
圖5.6 圓形衝擊開口燃燒器火焰模式細部變化---------------------94
圖5.7 圓形平面開口燃燒器之火焰型態上視圖與側視圖-------------95
圖5.8 圓形衝擊開口燃燒器Shadowgraph流場動態影像(一)----------96
圖5.9 圓形衝擊開口燃燒器Shadowgraph流場動態影像(二)----------97
圖5.10 圓形衝擊開口燃燒器Shadowgraph流場動態影像(三)---------98
圖5.11 圓形平面開口燃燒器Shadowgraph流場動態影像(一)---------99
圖5.12 圓形平面開口燃燒器Shadowgraph流場動態影像(二)--------100
圖5.13 圓形平面開口燃燒器Shadowgraph流場動態影像(三)--------101
圖5.14 圓形衝擊開口燃燒器燃燒場溫度分佈圖-------------------102
圖5.15 圓形衝擊開口燃燒器燃燒場溫度擾動量分佈圖-------------103
圖5.16 圓形平面開口燃燒器燃燒場溫度分佈圖-------------------104圖5.17 圓形平面開口燃燒器燃燒場溫度擾動量分佈圖-------------105
圖5.18 圓形衝擊開口燃燒器穩定操作範圍-----------------------106
圖5.19 圓形平面開口燃燒器穩定操作範圍-----------------------106
Abdel-Gayed, R. G., Bradley, D., and Lawes, M., 1987, “Turbulent Burning Velocities: A General Correlation in Terms of Straining Rates,” Prof. R. Soc, Lond A, Vol. 414, pp. 389-413.
Chen, R. H. and Discroll, J. F., 1988, “The Role of the Recirculation Vortex in Improving Fuel-Air Mixing within Swirling Flames,” Twenty-second Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, pp. 531-540.
Chen, T. H. and Goss, L. P., 1991, “Statistical OH-Zone Structures of Turbulent Jet Flames from Liftoff to Near-Blowout,” Combustion Science and Technology, Vol. 79, pp. 311-324.
Disimile, P. J., Savory, E., and Toy, N., 1995, “Mixing Characteristic of Twin Impinging Circular Jets,” Journal of Propulsion and Power, Vol. 11, No. 6, pp. 1118-1124.
Domingo, P. and Vervisch, L., 1996, “Triple Flames and Partially Premixed Combustion in Autoignition of Non-premixed Turbulent Mixtures, ” Twenty-sixth Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, pp. 233-240.
Gollahalli, S. R., and Subba, S., 1997, “Partially Premixed Laminar Gas Flames from Triangular Burners,” Journal of Propulsion and Power, Vol. 13, No. 2, pp. 226-232.
Gollahalli, S. R., Khanna, T., and Prabhu, N., 1992, “Diffusion Flames of Gas Jets Issued from Circular and Elliptic Nozzles,”Combustion Science and Technology, Vol. 86, pp. 267-288.
Gutmark, E. and Schadow, K. C., 1996, “Suppression of “Buzz” Instability by Geometrical Design of the Flameholder,” AIAA Journal, Vol.34, pp. 90-102.
Ho, C. M. and Gutmark, E., 1987, “Vortex Induction and Mass Entrainment in a Small Aspect Ratio Elliptic Jet, ” Journal of Fluid Mechanics, Vol. 179, pp. 383-405.
Huang, R. F., Yang, J. T., and Lee, P. C., 1997, “Flame and Flow Characteristics of Double Concentric Jets,” Combustion and Flame, Vol. 108, pp. 9-23.
Kanury, A., 1975, Introduction to Combustion Phenomena, Gordon and Breach Science Publishers, New York, Chapter 7 & Chapter 8.
Kawaguchi, O., Kinoshita, J., and Sato, G. T., 1985, “Premixed Flames at a Multi-Slit Burner,” 日本機械學會論文集(B篇), 51卷, 467號.
Kuo, K. K., 1986, Principle of Combustion, John Wiely and Sons Press, New York, Chapter 5 & Chapter 6.
Lenze, B. and Milano, M. E., 1975, “ The Mutual Influence of Multiple Jet Diffusion Flames,” Combustion Science and Technology, Vol. 11, pp. 1-8.
Li, X. and Tankin, R. S., 1987, “A Study of Cold and Combusting Flow Around Bluff-Body Combustors,” Combustion Science and Technology, Vol. 52, pp. 173-206.
Liou, T. M., Lee, H. L., and Liao, C. C., 2000, “ Effects of Inlet Guide-vane Number on Flowfields in a Side-dump Combustor,” Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 24, pp. 11-23.
Masri, A. R. and Bilger, R. W., 1984, “Turbulent Diffusion Flames of Hydrocarbon Fuels Stablized on a Bluff Body,” Twentieth Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, pp. 319-326.
Matovic, M., Oka, S., and Durst, F., 1994, “Structure of the Mean Velocity and Turbulence in Premixed Axisymmetric Acetylene Flames,” Journal of Fluids Engineering, Vol. 116, pp. 631-642.
Maughan, J. R., 1995, “Two Stage Flames Stabilization for a Gas Burner,” United States Patent No. 5,408,984.
Otsuka, T., Shinozaki, K., Toyoyama, K., and Ishihara, S., 1990, “Gas Burner,” United States Patent No. 4,927,356.
Peter, N. 1986, “Laminar Flamelet Concept in Turbulent Combustion,” Twenty-first Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, pp. 1231-1250.
Poinsot, T., Veyname, D., and Candel, S., 1991, “Quenching Processes and Premixed Turbulent Combustion Diagrams,” Journal of Fluid Mechanics, Vol. 288, pp. 561-602.
Seitzman, J. M., Paul, P. H., and Hanson, R. K., 1990, “Imaging and Characterization of OH Structures in a Turbulent Nonpremixed Flame,” Twenty-third Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, pp. 637-644.
Sivasegram, S. and Whitelaw, J. H., 1987, “Oscillation in Axisymmetric Dump Combustors,” Combustion Science and Technology, Vol. 52, pp. 413-426.
Stwalley, R. M. and Lefebvre, A. H., 1987, “Flame Stabilization Using Large Flameholders of Irregular Shape,” Journal of Propulsion and Power, Vol. 4, pp. 4-13.
Turns, Stephen R., 2000, An Introduction to Combustion, Concepts and Application, McGRAW-HILL International Editions, pp. 1.
Williams, F., 1985, Combustion Theory, Second Ed., Benjamin-Cummings, Menlo Park, California, Chapter 7.
Yang, J. T. and Tasi, G. L., 1992, “ The Wake Flow Structure of an Open-Slit V-gutter,” Experimental Thermal and Fluid Science Vol. 5, pp. 685-696.
Yang, J. T., and Tsai, G. L., 1993, “Near-Wake Flow of a V-Gutter with Slit Bleed,” Trans. ASME., J. Fluids Engineering, Vol. 115, pp. 13-20.
Yang, J. T., Chang, C. C. and Pan, K. L., 2002a, “Flow Structure and Mixing Mechanisms behind a Disc Stabilizer with a Central Fuel Jet,” Combustion Science and Technology, Vol. 174(3), pp. 73-94.
Yang, J. T., Chang, C. C., Pan, K. L., Kang, Y. P., and Lee, Y. P., 2002b,” Thermal Analysis and PLIF Imaging of Reacting Flow behind a Bluff-body with a Central Fuel Jet,” Combustion Science and Technology, Vol. 174(3), pp. 95-126.
大塚哲二, 1995, 「濃淡燃燒裝置」, 日本國特許廳公開特許公報, 特開平7-253204。
白井豐、守屋好文、原正一, 1995, 「燃燒器裝置」, 日本國特許廳公開特許公報, 特開平7-260108。
黃木丈俊、藤生昭, 1995, 「燃燒裝置」, 日本國特許廳公開特許公報, 特開平7-151319。
長谷川宏樹、堀紀弘, 2001, 「燃燒裝置」, 日本國特許廳公開特許公報, 特開2001-208336。
中宗浩昭、本田哲也、左藤稔、小關秀規、村田哲生、光田憲朗, 2001, 「燃燒裝置」, 日本國特許廳公開特許公報, 特開2001-336709。
孫泊寧, 1997, 高負荷燃燒器之設計實作與火焰結構分析, 國立清華大學動力機械工程學系碩士論文。
高智勇, 1998, 瞬熱式高負荷熱水器之設計開發, 國立清華大學動力機械工程學系碩士論文。
陳相甫, 1999, 單/多排燃燒器之設計與實作, 國立清華大學動力機械工程學系碩士論文。
楊鏡堂, 高智勇, 1999, 「對流衝擊型燃燒器」, 中華民國新型專利第149086號。
陳福安, 2000, 高負荷燃燒器之火焰雷射診測與燃燒機制研究, 國立清華大學動力機械工程學系碩士論文。
鄭翰昌, 2001, 多向衝擊型燃燒器燃燒機制研究, 國立清華大學動力機械工程學系碩士論文。
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