Abstract
本文主要目的在藉由分析燃燒器流場結構與各項燃燒性能的差異，探討多向衝擊型燃燒器之燃燒機制，以實驗方法研究兩型衝擊型燃燒器的火焰動態、穩定操作範圍、燃燒場溫度分佈與速度場分佈之異同，歸納出衝擊型燃燒器提升燃燒性能之關鍵。衝擊型燃燒器突破傳統平面化的結構，立體化的V型凹槽形成對衝型式的開口結構，依開口型式分為兩側對應開口之兩向衝擊型與兩側對應開口加上V型底端開一全開縫隙(slit)之三向衝擊型燃燒器，兩型衝擊型燃燒器產生不甚相同的衝擊流場結構，可以在燃燒器V型凹槽處形成高溫預熱區，並維持強度高而穩定的火焰錐面。兩向衝擊型燃燒器的中心衝擊效應是流場結構的特徵，紊流強度大量值區域隨當量比(equivalence ratio)下降而分佈愈趨集中，速度擠壓與停滯使火焰錐面穩定存在，高溫預熱增強反應程度；三向衝擊型燃燒器於小流量時以側向衝擊為主，隨當量比下降，多向衝擊效應使量值較大之紊流強度分佈區域增廣，底端第三向開口的燃氣噴射流逸與擋板迴流效應加入，形成第三向燃氣出口的第三股火焰(錐)面高溫特徵與內側低速駐焰特性。兩型衝擊型燃燒器因為開口型式的不同，相異的燃氣分佈使火焰面型態產生差異，凹槽駐焰型式使未燃燃氣有效預熱，近當量燃燒使溫度極值超過1650℃，多向衝擊效應使三向衝擊型燃燒器高溫區域較大，來自於結構設計的衝擊結果、預熱效應與駐焰型態，都是增加燃燒性能的最佳參考，其優異特點可以應用在許多民生用燃燒器或工業用小型鍋爐的設計上，增加燃燒效率、穩定性與安全性，並使燃燒器系統尺寸設定與製作更有彈性。