博碩士論文 92323071 詳細資訊




以作者查詢圖書館館藏 以作者查詢臺灣博碩士 以作者查詢全國書目 勘誤回報 、線上人數:18 、訪客IP:3.145.58.90
姓名 余峻南(Yu-Jyun Nan)  查詢紙本館藏   畢業系所 機械工程學系
論文名稱 預混貧油甲烷/空氣紊焰之 非定常拉伸率量測
(Measurements of Unsteady Stretch for Lean Premixed Turbulent Methane/Air Flames )
相關論文
★ 蚶線形滑轉板轉子引擎設計與實作★ 實驗分析預混紊焰表面密度傳輸方程式及Bray-Moss-Libby模式
★ 低紊流強度預混焰之傳播及高紊流強度預混焰之熄滅★ 預混火焰與尾流交相干涉之實驗研究
★ 自由傳播預混焰與紊流尾流交互作用﹔火焰拉伸率和燃燒速率之量測★ 重粒子於泰勒庫頁提流場之偏好濃度與下沈速度實驗研究
★ 潔淨能源:高效率天然氣加氫燃燒技術與污染排放物定量量測★ 預混焰與紊流尾流交互作用時非定常應變率、曲率和膨脹率之定量量測
★ 實驗方式產生之均勻等向性紊流場及其於兩相流之應用★ 液態紊流噴流動能消散率場與微尺度間歇性 之定量量測
★ 預混焰和紊流尾流交互作用:拉伸率與輻射熱損失效應量測★ 四維質點影像測速技術與微尺度紊流定量量測
★ 潔淨能源:超焓燃燒器研發★ 小型熱再循環觸媒燃燒器之實驗研究及應用
★ 預混紊流燃燒:碎形特性、當量比 和輻射熱損失效應★ 預混甲烷紊焰拉伸量測,應用高速PIV
檔案 [Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   [檢視]  [下載]
  1. 本電子論文使用權限為同意立即開放。
  2. 已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
  3. 請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。

摘要(中) 本論文實驗量測預混貧油甲烷/空氣紊焰與一近似等向性紊流場交相干涉之非定常拉伸效應,並探討預混焰受不同紊流強度拉伸作用時,雷諾數效應(Reynolds number effect, Re)對局部火焰特性的影響。關於非定常拉伸效應的定量量測,實驗設備採用已發展多年之十字型燃燒器,它可產生一近似等向性紊流場於其大水平圓管,而其長垂直圓管可用來引燃一預混層焰,由上而下傳播並與等向性紊流交相干涉。我們使用高速粒子質點影像測速技術(high-speed particle image velocimetry, PIV)以擷取傳播火焰動態影像,並計算分析沿著火焰面之應變率(strain rate)、曲率(curvature)、拉伸率(stretch rate)和膨脹率(dilatation rate)等重要參數之相互關係。結果發現在當量比? = 0.7,Lewis數Le < 1和紊流強度為u?= 32.34 cm/s(Ref = 1020)時,拉伸率與膨脹率並沒有明顯之相關性,這與Driscoll和其團隊(C. J. Mueller, D. L. Reuss & M. C. Drake)在單一軸對稱渦對與貧油預混層焰交互作用之結果不同。在中央紊流區,紊焰拉伸率由應變率和曲率所共同主導,隨著紊焰傳播,曲率逐漸重要,成為主導拉伸率之主要項。有關雷諾數效應,當紊流強度由u?= 32.34 cm/s(Ref = 1020)增為u?= 46.2 cm/s(Ref = 1750)時,拉伸率與膨脹率更加沒有相關性,且隨著火焰與紊流場交相干涉時,拉伸率始終由應變率主導,顯示雷諾數效應會導致應變率增強進而主導拉伸率。
摘要(英) This thesis investigates experimentally the effect of unsteady stretch for lean premixed turbulent methane/air flames interacting with near-isotropic turbulence. We study the effect of Reynolds number (Ref) on local properties of lean premixed flames at two different turbulent intensities. The near-isotropic turbulence is generated in a large cruciform burner that includes a long vertical vessel and a large horizontal vessel equipped with a pair of counter-rotating fans and perforated plates. The long vertical vessel can be used to produce a downward propagating premixed flame to interact with near-isotropic turbulence. We apply high-speed particle imaging velocimetry (PIV) to measure flame-turbulence interactions, and thus the corresponding strain rate, curvature, stretch rate, and dilatation rate fields along the wrinkled flame front can be obtained. Results show that, at the equivalence ratio ? = 0.7, and the turbulent intensity u? = 32.34 cm/s (Ref = 1020), no apparent correlations between the stretch rate and the dilatation can be observed. This differs with that found by Driscoll and his co-workers who used a single vortex interacting with a lean premixed flame. It is found that at Ref = 1020, the stretch rate is dominated by both the strain rate and the curvature term. This situation gradually changes as flame propagating, in which the curvature becomes more and more important that eventually dominates the stretch rate. For large values of Ref up to 1750 (u? = 46.2 cm/s), the possible correlation between the stretch rate and the dilatation rate is even worse, and the strain rate term plays a more important role than the curvature term, indicating the effect of Reynolds number on the stretch rate.
關鍵字(中) ★ 預混紊流燃燒 關鍵字(英) ★ premixed turbulent combustion
論文目次 摘要 I
英文摘要 III
致謝 V
目錄 VI
圖表目錄 IX
符號說明 XI
第一章 前言 1
1.1 動機 1
1.2 問題所在 2
1.3 解決提案 3
1.4 論文架構 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 預混紊流燃燒理論 5
2.2 火焰拉伸效應之研究 5
2.3 Lewis number效應 8
2.4 預混焰之不穩定性 9
第三章 實驗設備與方法 12
3.1 十字型燃燒器 12
3.2 實驗條件與方法 13
3.2.1 PIV量測系統 13
3.2.2 影像處理 14
3.2.3 拉伸率與膨脹率之計算 15
3.3 氧化鋁粒子對於紊流燃燒速度之影響評估 17
第四章 結果與討論 20
4.1 十字型燃燒器實驗 20
4.2 紊流強度Ref = 1020之拉伸效應分析 21
4.2.1 非定常拉伸率、應變率、曲率與膨脹率分析 21
4.2.2 非定常應變率、曲率與拉伸率分析 22
4.2.3 非定常應變率、曲率與膨脹率分析 22
4.3紊流強度Ref = 1750之拉伸效應分析 23
4.3.1 非定常拉伸率、應變率、曲率與膨脹率分析 23
4.3.2 非定常應變率、曲率與拉伸率分析 25
4.3.3 非定常應變率、曲率與膨脹率分析 25
4.4 雷諾數效應 26
第五章 結論與未來工作 43
5.1 十字型燃燒器實驗總結 43
5.2 未來工作 43
參考文獻 44
參考文獻 Bradley, D., “How Fast Can We Burn?”, Proc. Combust. Inst., Vol. 24, pp. 247-262 (1992).
Echekki, T., and Chen, J. H., “Unsteady Strain Rate and Curvature Effects in Turbulent Premixed Methane-Air Flames”, Combust. Flame, Vol. 106, pp. 184-202 (1996).
Filatyev, S. A., Driscoll, J. F., Cater, C. D., and Donbar, J. M., “Measured Properties of Turbulent Premixed Flames for Model Assessment, Including Burning Velocities, Stretch Rates, and Surface Densities”, Combust. Flame, Vol. 141, pp. 1-21 (2005).
Frank, J. H., Lyons, K. M., and Long, M. B., “Simultaneous Scaler/Velocity Field Measurements in Turbulent Gas-Phase Flows”, Combust. Flame, Vol. 107, pp. 1-12 (1996).
Kadowaki, S., and Hasegawa, T., “Numerical Simulateion of Dynamics of Premixed Flames: Flame Instability and Vortex-Flame Interaction”, Prog. Energy Combust. Sci., Vol. 31, pp. 193-241 (2005).
Law, C. K., “Dynamics of Stretched Flames”, Proc. Combust. Inst., Vol. 22, pp. 1381-1402 (1988).
Mueller, C. J., Driscoll, J. F., Reuss, D. L., and Drake, M. C., “Effects of Unsteady Stretch on the Strength of A Freely-Propagating Flame Wrinkled By A Vortex”, Proc. Combust. Inst., Vol. 26, pp. 347-355 (1996).
Nye, D. A., Lee, T. G., Lee, T. W., and Santavicca, D. A., “Flame Stretch Measurements During the Interaction of Premixed Flames and Kármán Vortex Streets Using PIV”, Combust. Flame, Vol. 105, pp. 167-179 (1996).
Sinibaldi, J. O., Driscoll, J. F., Muller, C. J., Donbar, J. M., and Carter, C. D., “Propagation Speeds and Stretch Rates Measured along Wrinkled Flames to Assess the Theory of Flame Stretch”, Combust. Flame, Vol. 133, pp. 323-334 (2003).
Shy, S. S., I, W. K., and Lin, M. L., “A New Cruciform Burner and Its Turbulence Measurements for Premixed Turbulent Combustion Study”, Exp. Thermal Fluid Sci., Vol. 20, pp. 105-114 (2000a).
Shy, S. S., Lin, W. J., and Wei, J. C., “An experimental correlation of turbulent burning velocities for premixed turbulent methane-air combustion”, Proc. R. Soc. (London) A, Vol. 456, 1997-2019 (2000b).
尹偉光 “預混紊流燃燒:風扇擾動式燃燒器之冷流場量測及其未來發展”,國立中央大學機械工程研究所,碩士論文(1996)。
彭光榮 “低紊流強度預混焰之傳播及高紊流強度預混焰之熄滅”,國立中央大學機械工程研究所,碩士論文(2000)。
李志杰 “非定常應變率、曲率和膨脹率定量量測在預混焰與紊流尾流交相干涉時”,國立中央大學機械工程研究所,碩士論文(2002)。
廖展興 “預混焰與紊流尾流交互作用:拉伸率與輻射熱損失效應量測”,國立中央大學機械工程研究所,碩士論文(2003)。
楊授印 “預混紊流燃燒:碎形特性、當量比和輻射熱損失效應”,國立中央大學機械工程研究所,博士論文(2003)。
張中千 “預紊甲烷紊焰拉伸量測,應用高速PIV”,國立中央大學機械工程研究所,碩士論文(2004)。
指導教授 施聖洋(Shenqyang Shy) 審核日期 2005-7-25
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   
網路書籤 Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡  - 隱私權政策聲明