多孔性球型燃燒器火燄及流場穩定性實驗與數值分析(I)

Abstract

本計畫係一貳年期計畫，主要是延續先前獲准之一年期計畫，針對風洞中一多孔球型燃燒器上之火焰穩定或吹離現象作用現象作一完整的數值模擬、實驗觀測及量測。在第一年計畫中，在數值模擬方面，吾人將求解穩態二維的連續方程式、動量方程式、能量方程式及物種方程式，而這些方程式係以球型網格格點產生方式來求解，另外又考慮使用甲烷四步化學反應來模擬燃燒作用。至於在實驗部分，則包括了新增之多孔性球形燃燒器上冷流流場與火燄形狀觀測和熱釋放率的量測，最主要是對不同火焰結構的拍照以及將火燄強度予以量化，至於吾人所探討之參數則包含了噴油速度和進氣速度。至於在第二年計畫，吾人將原本的純甲烷燃料置換成甲烷和空氣的預混氣，主要是觀察可能存在的多層火燄結構，同時數值模擬亦配合相關的改變來作計算。目前已核定一年計畫的進度是多孔性球形燃燒器的製造，並增添煙線產生生器與雷射光頁（測試段之改建），以期觀察在多孔性球形燃燒器上之冷流流場，這些工作將於近期完成（92年底之前）。預期前獲准之一年期計畫與本計畫完成後，吾人可明瞭噴油速度和進氣速度的改變將會如何影響多孔球型燃燒器上之火焰穩定或吹離現象，並經由詳細之冷流流場與火焰結構照相和火焰轉變過程錄影亦可讓吾人更進一步地明白火焰穩定和吹離的控制機制，最後吾人便可將數值計算和實驗量測之結果相互驗證以互相確認兩者的正確性。