Abstract
調整預混燃氣質流率(mass flux) 的大小經過多孔性平面火焰燃燒器產生火焰時﹐若質流率小於產生絕熱火焰時所對應的質流率時﹐需利用燃燒器邊界的冷卻系統抽走熱量以穩定火焰的燃燒狀況。本文在探討上游邊界熱損失大小對預混火焰的影響﹐明瞭熱損失值與質流率的關係﹐及邊界抽熱裝置之熱對流係數(convective heat transfer coefficient)大小對火焰的駐焰距離及燃氣在燃燒器出口溫度高低的影響。利用漸近分析法﹐吾人可以發現﹕熱損失值的大小是質流率的函數﹐火焰溫度的高低也只受質流率大小的影響﹐調整燃燒器抽熱裝置之熱對流係數大小只會影響火焰的駐焰距離與燃氣在燃燒器出口溫度的高低。抽熱裝置的熱對流係數越大﹐燃氣的出口溫度比較低﹐火焰的駐焰距離比較遠離燃燒器的壁面﹐熱對流係數小或火焰反應活化能較低的情況可能有接近壁面型態的表面火焰。化學反應活化能越高的燃氣對熱損失值的變化比較靈敏﹐且熱損失極值比較小﹐單位質量燃氣燃燒後放熱越多的反應型態其熱損失極值較高。改變冷卻裝置的操作狀況改變邊界熱對流係數的大小可影響火焰位置與燃燒器表面溫度﹕熱對流係數越大﹐火焰的位置越遠離燃燒器的表面且表面溫度值越低。在低流率時若熱對流係數小於某一值時﹐火焰生成位置小於零﹐與物理意義不合。可知﹕在燃氣供給速率太低時﹐若要達到穩定火焰的效果﹐必須提高邊界水冷的冷卻效率﹐提高邊界的熱對流係數。在燃氣質量流率供給大小接近絕熱狀態時﹐由大而小調整質量流率的快慢﹐火焰的生成位置改變非常的明顯﹐但是﹐m 值介於0.8至熱散極值所對應的質量流率值時﹐駐焰距離的位置變化不太明顯。理論上﹐當熱對流係數之值趨近無限大時﹐可使燃燒器的表面溫度接近定值﹐在此情況下﹐火焰駐焰距離遠離燃燒器的表面﹐不可能觀察到表面型態的火焰。