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應用化學螢光法於液滴碰撞與預混之燃燒特性研究

為了解決givi後箱的問題，作者莊宗穎 這樣論述：

本研究設計製造液滴碰撞機構，使得不同組份的油料液滴，能夠以需要的尺寸、碰撞角度以及速度碰撞，並且以結合的形式落入燃燒室點燃；將可互溶的雙組份液滴作為對照組，固定液滴尺寸為500±10 微米，利用化學螢光法對燃燒中的液滴進行分段量測，觀察液滴燃燒的火焰型態，比較可互溶與不可互溶油料的差異性。碰撞結合液滴使用乙醇與十六烷而預混液滴使用異丙醇與十六烷；高速攝影機以每秒10000張拍攝在液滴通過燃燒室時火焰結構的暫態變化過程與火焰縮口現象。藉由量測燃燒反應中具代表性之碳氫基空間強度分布，定義液滴燃燒時熱釋放率指標、火焰面位置以及化學螢光強度分布。對於碰撞結合與預混液滴來說其熱釋放率指標，火焰面面積，

絕對化學螢光強度並不會因為其混合的比例而產生比例上的變化，雙組份液滴的燃燒過程依序出現單一種燃料的燃燒特性，甚至從頭到尾只出現單一種燃料的燃燒特性隨即熄滅。而在燃燒過程中是否會依序出現兩種燃料的燃燒特性與其混合比例還有燃料的熱力學特性有關。藉由pdf (Probability density function)分析火焰面化學螢光的分布，醇類與烷類呈現兩種分布型態；相對於醇類，烷類燃燒反應的化學螢光分布範圍較廣，而pdf分布的峰值高但出現機率較低。烷類燃燒反應在接近熄滅時會以大幅減少火焰面面積的手段來減少熱的散失，使得絕對化學螢光強度下降程度減低，可以維持燃燒反應的進行，然而大幅降低的火焰面面積

也使得熱釋放不足以長久的維持液滴燃燒，因此隨即會熄滅；相對的醇類燃燒反應沒有此種機制，因此其熄滅位置通常會較烷類提前很多。將熱釋放率進行加總，在含25%乙醇的液滴燃燒中，其在觀測區域的總熱釋放率會大於含25%異丙醇的液滴，甚至大於純十六烷的總熱釋放率，因此液滴碰撞的液滴結合形式相對於預混與單一燃料來說對熱釋放率的提高是有幫助的。