Abstract
本論文針對中心噴流為燃料、環噴流為空氣之外部混合式圓盤鈍體燃燒器，以實驗分析方法，量測各種燃氣比條件下的火焰穩定操作性能範圍，接著利用影像觀察方法，剖析在不同燃燒火焰模式下的尾流結構特性，然後利用雷射都卜勒測速儀量取流場之動力特性，即速度、速度擾動量、紊流強度和雷諾應力，探討中心噴流與環噴流交互作用關係；藉由量測火焰流場溫度分佈與溫度擾動量，分析流場熱結構；最後使用平面雷射誘發螢光(PLIF)系統量測火焰影像資料，觀察氫氧自由基的分布狀態以了解燃燒反應結構。最後綜合上述實驗結果，分析燃燒器後方尾流流場與燃燒反應交互作用關係，深入了解流場結構對氣燃混合、燃燒反應與燃燒效應之影響。 由本文之實驗分析結果，可知火焰之不穩定現象與中心噴流剪力層產生之渦漩、中心噴流攫取效應、空氣迴流衝擊、熱膨脹和外側剪力造成之渦漩作用有關。燃燒反應可降低紊流強度與雷諾應力值，但是整體來看燃燒反應對動力特性之影響並不大，流體進口條件主要控制了整個燃燒流場的動態特性與燃燒行為，因此高速環空氣火焰模式區之高速空氣迴流與中心噴流攫取效應的搭配可提供一燃氣混合均勻、操作穩定且燃燒效率高之燃燒反應場；下游黃色火焰區之紊流強度分布與流場結構則明顯受燃燒反應之影響，紊流強度由內外往外增大，其中之關係需要再作進一步之討論。最後之分析結果顯示，圓盤鈍體燃燒器之較佳燃燒操作範圍在高速環空氣噴流火焰型態區之中心噴流火焰區，可得到燃燒反應穩定、溫度均勻分布之高溫流場，能充分傳輸燃燒熱能給加熱物，能夠在能源及環保標準上達到要求。