Abstract
過去關於突張燃燒室的研究，不論是流力、熱傳、或是燃燒性能方面均相當豐富，但對瞬態引燃現象及火焰傳播至形成穩定火焰之過程卻一無所知，本文設計了熱流風洞系統及二維突張燃燒室來探討此一主題；以熱對流方式引燃置於背向式階梯底部之固態燃料，使用之燃料為PMMA，控制之參數為進口溫度(700?900℃)、進口速度(15?28m/s)、階梯高度(17?29mm)，以高速錄影響機觀測燃料面之引燃過程。引燃延遲、引燃位置、引燃極限、及引燃過程為本文之研究重點。主要結論如下： (1)燃料面上之引燃過程有兩種模式，兩者互相競爭，其一為引燃點位於階梯下游約0.7?0.9xr之剪流層上，而後藉由剪流層的運動向上、下游傳播(process I)；另一過程為火焰由燃料面尾端逆流傳播至整個燃料面(process II)。相對於process I而言，process II之形成條件為高進口溫度、低進口速度。 (2)引燃初期迴流區內出現預混焰，當PMMA達到穩定燃燒後，剪流層及複成長邊界層反應劇烈，而迴流區內則無火焰出現。 (3)在process II中，火焰傳播的速度隨著進口流速的增加而減慢，而燃燒室之壁面熱傳及流場中已熱解之燃料氣體與氧氣的混合及燃燒狀況，為控制火焰傳播過程之主要因素。 (4)在本文之實驗條件下，進口流速愈快，引燃延遲愈長，均為化學反應控制之引燃現象；此外引燃延遲隨著進口溫度的增加而縮短，階梯高度愈高，引燃延遲愈短，且引燃極限愈寬。當進口流速高於800℃且氣濃度約為10%時，其關係式為： ti?Vin1.7T4in exp (Ea/RTin)