低重力場下逆流火焰的輻射效應

Abstract

摘要 本論文係以數值計算，探討熱薄型固體撚料於低重力場中，輻射熱傳對逆流火焰傳遞 的影響。本理論分析中同時包含氣體輻射。數學模式包括二維連續、Navier-Stokes 動量、能量和質量等方程式並配合一階完全化學反應式。燃料消耗率係以二階 Arrhenius 動力式描述。由於氣體輻射的複雜，本文以two-flux method 來近似，只 考慮垂直燃料平板方向的輻射熱傳。 由於輻射熱損失，在低重力區有熄火現象(quenching) 發生，若忽略輻射熱傳就無法 發現此一熄滅限。因為輻射熱傳於低重力區扮演重要的角色，單只Damkohler 值(Da) 不足以描述出火焰的特徵。 於g<0.05的低重力區，火焰尾端呈現開端結構，火焰傳播速度會隨著 N8(conduction to radiation parameter) 增加而增加，此時的主控因子為N8。而於 g>0.05的較高重力區，火焰尾端呈現閉端結構，Da數主控整個撚燒系統。 最後，本文得到三種不同的熄滅極限，一為熄火限(quenching limit) ，是由於輻射 熱損失；二為火焰拉伸作用所導致的吹熄限(blowoff limit) ；第三則為氧氣供應不 足所引起的熄滅限(extinction limit)。