Abstract
本文主要目的在於研究強制對流反向固態燃料表面火焰擴散的過程。固態燃料 （PM-MA）系垂直固定於燃燒風洞的壁面，由燃料上端點火後，火焰沿燃料之表面往下擴散，而空氣從燃料下端往燃料上端流動，其流向與火焰擴散的方向相反。實驗中主要控制的參數為燃料厚度與空氣流速，而量測的參數為火焰擴散速度，燃燒後氣體的溫度場及燃料未烯區內部的溫度場。燃料長度為30cm，寬為3cm ，厚度變化範圍由0.2cm 至2.54cm，而空氣流速變化之範圍為 70cm/s 至130cm/s 。本文係以Mach-Zehnder干涉儀與即時全像干涉儀來量測燃燒後氣體的溫度場，而燃料未燃區內部的測試場之量測係以熱電偶為之。另外，以雷身流速儀量測試驗區之入口狀況，確定入口狀況為層流狀態。經過數學回歸分析後，燃料厚度與空氣流速及火焰擴散速度間可用一簡潔的數學關係式表示如下：V＝213Re而空氣流速對火焰擴散速度的影響比燃料厚度的影響大。燃料未燃區內部的等溫線密集分布於一區域內，稱該區域為熱傳臨界區。而傳至未燃區的凈熱率中有百分之八是傳至熱傳臨界區域內。另外空氣流速及燃料厚度的增大均會使熱傳臨界長度加長，同時熱傳穿透深度亦會變深，於是造成熱傳臨界長度加長，同時熱傳穿透深度亦會變深，於是造成熱傳臨界區域增大，因此，於是造成熱傳臨界區域增大，因此，於熱傳臨界區域內，每單位體積的受熱量會變小，而使得火焰擴散的速度變慢。經過能量平衡分析的結果，薄燃料表面火焰擴散的過程中傳至未燃區的凈熱傳率中，燃料內部熱傳導率之貢獻遠小於空氣的熱傳率，但是於厚燃料表面火燄擴散過程中，燃料內部執傳導率的貢獻與空氣的熱傳率同等重要。