目錄 中文摘要 .............................I Abstract .............................II 誌謝 ...............................IV 符號說明..............................V 第一章 緒論............................1 1-1 前言.............................1 1-2 動機與目的..........................2 1-3 內容大綱...........................3 第二章 數值方法..........................6 2-1 統御方程式..........................6 2-2 PISO演算法(Pressure-Implicit with Splitting of Operators).11 第三章 程式驗證..........................14 3-1 三維空穴流(Three-Dimensional Cavity Flow) ............14 3-2 三維自然對流(Three-Dimensional Natural Convection) ........16 3-3 二維非預混氫氧燃燒 (Two-Dimensional Non-Premixed Hydrogen Combustion) ................ 17 第四章 數值模擬結果分析......................20 4-1 高塔式防火爐外觀及內部簡介..................20 4-2 高塔式防火爐格點系統.....................20 4-3 溫度熱電偶與流場速度偵測點設置................21 4-4 邊界條件設定.........................21 4-5 結果與討論..........................23 4-6 改良.............................28 第五章 結論與建議.........................30 5-1 結論.............................30 5-2 建議.............................31 參考文獻.............................33 圖目錄 圖1-1 燃燒試驗爐設計圖......................36 圖1-2 燃燒試驗台設計圖......................36 圖3-1 雷諾數100 (21x21x21) ....................37 圖3-2 雷諾數400 (25x25x25) ....................38 圖3-3 雷諾數1000 (31x31x31) ....................39 圖3-4雷諾數100各平面之壓力圖...................40 圖3-5 各雷諾數X-Y平面之向量圖...................41 圖3-6 雷利數105.........................42 圖3-7 雷利數106.........................43 圖3-8 雷利數為105，各平面U方向速度和V方向速度..........44 圖3-9 雷利數106，各平面U方向速度和V方向速度...........45 圖3-10 雷利數105，等溫面圖及等渦度面圖...............46 圖3-11 二維非預混氫氧燃燒示意圖..................47 圖3-12 氫氧分子生成等質量分率圖..................48 圖3-13 不同高度水平直線上的溫度分布圖...............49 圖3-14 不同高度水平直線上水(H2O)生成質量分率分布圖........49 圖3-15 不同高度水平直線上25倍氫氧離子(OH)生成質量分率分布圖...50 圖4-1 高塔式防火爐外觀......................51 圖4-2 燃燒試驗台外觀.......................51 圖4-3 瓦斯進口示意圖.......................52 圖4-4 高塔式防火爐格點設置....................52 圖4-5 瓦斯出口區域格點設置放大圖.................53 圖4-6 60秒內風速偵測點上所偵測到的速度..............53 圖4-7 t=60秒等壓圖........................54 圖4-8 t=60秒速率圖........................54 圖4-9 t=60秒流線圖........................55 圖4-10 t=60秒等溫圖........................55 圖4-11 t=60秒等密度圖.......................56 圖4-12 t=60秒水生成質量分率圖...................56 圖4-13 t=60秒二氧化碳與一氧化碳生成質量分率圖...........57 圖4-14 t=120秒等壓圖.......................57 圖4-15 t=180秒等壓圖.......................58 圖4-16 t=120秒等溫圖.......................58 圖4.17 t=130秒等溫圖.......................59 圖4-18 t=120秒等速率圖......................59 圖4-19 t=120秒流線圖.......................60 圖4-20 t=180秒等速率圖......................60 圖4-21 t=180秒流線圖.......................61 圖4-22 t=120秒等密度圖......................61 圖4-23 t=180秒等密度圖............. .........62 圖4-24 t=120秒水生成質量分率圖..................62 圖4-25 t=120秒生成二氧化碳質量分率圖...............63 圖4-26 t=180秒水生成質量分率圖..................63 圖4-27 t=180秒二氧化碳生成質量分率圖...............64 圖4-28 t=240秒等壓圖.......................64 圖4-29 t=300秒等壓圖.......................65 圖4-30 t=240秒等溫圖.......................65 圖4-31 t=300秒等溫圖.......................66 圖4-32 t=240秒等密度圖......................66 圖4-33 t=300秒等密度圖......................67 圖4-34 t=240秒等速率圖......................67 圖4-35 t=300秒等速率圖......................68 圖4-36 t=240秒流線圖.......................68 圖4-37 t=300秒流線圖.......................69 圖4-38 t=240秒水生成質量分率圖..................69 圖4-39 t=240秒生成二氧化碳質量分率圖...............70 圖4-40 t=300秒水生成質量分率圖..................70 圖4-41 t=300秒二氧化碳生成分率圖.................71 圖4-42 t=360秒等壓圖.......................71 圖4-43 t=420秒等壓圖.......................72 圖4-44 t=360秒等溫圖.......................72 圖4-45 t=420秒等溫圖.......................73 圖4-46 t=360秒等密度圖......................73 圖4-47 t=420秒等密度圖......................74 圖4-48 t=360秒等速率圖......................74 圖4-49 t=420秒等速率圖......................75 圖4-50 t=360秒流線圖.......................75 圖4-51 t=420秒流線圖.......................76 圖4-52 t=360秒水生成質量分率圖..................76 圖4-53 t=360秒二氧化碳生成質量分率圖...............77 圖4-54 t=420秒水生成質量分率圖..................77 圖4-55 t=420秒二氧化碳生成質量分率圖...............78 圖4-56 t=480秒等壓圖.......................78 圖4-57 t=540秒等壓圖.......................79 圖4-58 t=480秒等溫圖.......................79 圖4-59 t=540秒等溫圖.......................80 圖4-60 t=480秒等密度圖......................80 圖4-61 t=540秒等密度圖......................81 圖4-62 t=480秒等速率圖......................81 圖4-63 t=540秒等速率圖......................82 圖4-64 t=480秒流線圖.......................82 圖4-65 t=540秒流線圖.......................83 圖4-66 t=480秒水生成質量分率圖..................83 圖4-67 t=480秒二氧化碳生成質量分率圖...............84 圖4-68 t=540秒水生成質量分率圖..................84 圖4-69 t=540秒二氧化碳生成質量分率圖...............85 圖4-70 t=600秒平面Z=0等壓圖....................85 圖4-71 t=600秒平面Z=0等溫圖....................86 圖4-72 t=600秒平面X=7.1283等溫圖.................86 圖4-73 t=600秒平面X=9.5等溫圖..................87 圖4-74 t=600秒平面Z=0等速率圖..................87 圖4-75 t=600秒平面Z=0流線圖...................88 圖4-76 t=600秒平面Z=0等密度圖..................88 圖4-77 t=600秒平面Z=0水及二氧化碳生成分率圖...........89 圖4-78 600秒內溫度偵測點所偵測到之升溫曲線............89 圖4-79 出口下方X=9.5直線上溫度分布曲線..............90 圖4-80 出口下方X=9.5直線上速度分布曲線..............90 圖4-81 改良後t=300秒等壓圖....................91 圖4-82 改良後t=300秒等密度圖...................91 圖4-83 改良後t=300秒等溫圖....................92 圖4-84 改良後t=300秒等速率圖...................92 圖4-85 改良後t=300秒流線圖....................93 圖4-86 改良後t=300秒水生成質量分率圖...............93 圖4-87 改良後t=300秒二氧化碳生成質量分率圖............94 圖4-88 改良後t=600秒等壓圖....................94 圖4-89 改良後t=600秒等密度圖...................95 圖4-90 改良後t=600秒等溫圖....................95 圖4-91 出口下方X=9.5垂直直線上溫度分部曲線............96 圖4-92 出口下方X=9.5的Y-Z平面之等溫圖..............96 圖4-93 改良後t=600秒等速率圖...................97 圖4-94 改良後t=600秒流線圖.............97 圖4-95 改良後t=600秒水生成質量分率圖..........98 圖4-96 改良後t=600秒二氧化碳生成質量分率圖.......98 圖4-97 改良後600秒內溫度偵測點所偵測到之升溫曲線....99 圖4-98 改良後600秒內速度偵測點所偵測到速度隨時間變化圖....99 圖5-1 600秒內速度偵測點所偵測到速度隨時間變化圖......100 表4-1 溫度及速度偵測點座標....................101 自述....................102