李石頓臺灣大學：機械工程學研究所許煒傑Hsu, Wei-ChiehWei-ChiehHsu2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61083本文以數值方法探討催化壁微燃燒室內之燃燒狀況。模擬過程中採用單一步驟的壁面催化反應機構，並在等溫壁與絕熱壁兩種不同的壁面條件下，改變入口燃氣狀態、壁溫與燃燒室尺寸來談討其對催化燃燒的影響。研究發現絕熱壁燃燒室的壁面溫度與所能產生之能量，皆高於等溫壁燃燒室，且在等溫壁時壁溫如果太低，壁面散熱太強，火焰將無法引燃。另外，預熱入口燃氣的效果也比預熱壁面效果來的好，在等溫壁面的條件下，如要將燃氣完全燒完，所需要的管長大於絕熱壁下預熱入口燃氣所需的管長。計算結果指出，催化管壁的加入對於燃燒室半徑小於絕熱熄焰半徑下的燃燒效率，有著極為重要的影響。隨著特徵尺度的縮小，氣態反應的燃燒越不易生存，唯有在壁面加入催化反應，才能維持微燃燒室的燃燒，進而滿足吾人在今日持續發展微型動力產生器以在小尺度獲取高效率產能的需求。In this study , the combustion phenomena in the micro-combustor with catalytic wall are investigated numerically . For simplicity, in the numerical simulation the micro-combustor is modeled as a circular tube with infinitesimal wall . Adiabatic or isothermal wall condition is assumed and a simplified one-step chemical mechanism is employed to model the wall catalytic reaction . In the study , not only the effects on the catalytic combustion of mixture inlet-flow condition and wall temperature are investigated , the effects of scale of combustor are also studied . The calculated results show that the adiabatic-wall combustor with pre-heat inlet mixture has higher fuel burning rate and hence needs shorter tube-length .目錄 誌謝 i 中文摘要 ii 英文摘要 iii 表目錄 iv 圖目錄 v 符號說明 xi 目錄 xvi 第一章 前言 1 １-１ 研究動機 1 １-２ 論文回顧 4 １-３ 研究方向 9 第二章 數學模型 10 ２-１ 統御方程式 11 ２-２ 邊界條件 12 ２-３ 化學反應機制 14 第三章 數值方法 15 ３-１ 格點系統 15 ３-２ 差分方程式 16 ３-３ 壓力方程式 17 ３-４ 差分式之邊界條件 20 ３-５ 計算方法 22 第四章 結果與討論 23 ４-１ 壁條件對催化反應之影響 23 ４-１-１ 高溫等溫壁預熱之情況 24 ４-１-２ 絕熱壁之情況 25 ４-２ 氣態反應影響之探討 26 ４-３ 改變入口燃氣條件之探討 27 ４-３-１ 改變入口燃氣速度之影響 27 ４-３-２ 對等溫壁預熱其入口燃氣之影響 29 ４-３-３ 改變入口燃氣當量比 30 ４-４ 改變燃燒室尺寸之探討 30 第五章 結論與展望 33 參考文獻 35 表 38 圖 392986679 bytesapplication/pdfen-US微燃燒器催化壁預熱燃氣micro-combustorcatalytic wallpre-heatthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61083/1/ntu-94-R92522116-1.pdf