火焰传递及稳定性油料燃烧实验预报

1、火焰傳遞及穩定性油料燃燒實驗預報-4-火焰傳遞及穩定性油料燃燒實驗預報B1-4 B87502010 張毓麟火焰傳遞及穩定性之觀察一實驗目的在各種不同的混合比（空氣：燃料）之下，對燃燒做定性與定量的觀察。二實驗原理層流火焰傳遞速度之定義為未燃氣進入火焰前沿時，氣流在垂直於燃燒波表面的法向方向上的分速。層流火焰傳遞速度隨空氣燃料比的變化，主要是由於溫度隨混合比的變化所引起。對於碳氫化合物燃料，在化學當量比混合氣或是燃料稍富的混合氣中，火焰的傳遞速度達到最大。而火焰溫度最高的混合物其火焰速度也最大。若是很貧或很富的混合氣中，由於燃料或空氣太少，不能維持穩定的緩燃波，所以火焰不可能在其中傳播。在混合管

2、口產生穩定的火焰後，突然切斷預混氣，火焰將回火並沿混合管向下傳遞。將混合管換成細管子，重覆上述實驗，直至換上的管子剛剛允許火焰能傳遞時為止。最後一根管子的直徑就稱為在給定的溫度和壓力，與空氣燃料混合比之條件下的淬熄距離，小於這個直徑，火焰將被管壁淬熄，不能回火。實驗過程中藉由空氣與瓦斯氣混合比之調整，觀察混合比對火焰傳遞速率之影響。並搭配不同管徑之混合管，觀察口徑大小對火焰燃燒的影響。三實驗步驟1.接上透明塑膠管(二參考點之距離為3m)，在燃嘴處點火。調整所要測量的混合比，約5秒後火焰穩定時，同時關閉瓦斯及空氣進口，並按下計時碼表，測量火焰傳遞，通過參考點所需時間。每個速度必須重覆實驗一次。2

3、.換上4根不同管徑的混合管，點燃火焰後，調整空氣與燃料的混合比，觀察混合管在何種空氣燃料混合比下，有藍色圓錐焰心、跳焰熄火情形發生。3.點燃火焰，約5秒火焰穩定後，在混合管口加上穩定杯，觀察火焰的穩定度。4.先將玻璃管套在適當的混合管外，點燃火焰。調整火焰出現完整的藍色圓錐體後，提高玻璃管，直到玻璃管底端恰位於混合管的上端梢下方處。觀察火焰分離現象。5.結束實驗後，將所有物品歸回原位，關閉瓦斯及空氣開關。油料燃燒實驗一實驗目的重油為原油經過蒸餾後，殘留在塔底的部份，其碳原子含量愈多，異構物也愈多。柴油與潤滑油均屬於重油。而油料之所以容易燃燒，與其著火點有關。著火點之定義：徐徐加熱油料至某一溫度

4、，使其所生之油氣與空氣之混合物與火苗接觸，即閃火而燃燒，若溫度繼續昇高，其所發生的油氣足以繼續燃燒，達秒鐘以上而不熄滅，此時之最低溫度，稱為著火點。而重油之著火點較輕油來得高，故點燃時必須藉著先點燃輕油，再燃燒重油。今次實驗，便是要經由此等油料燃燒之觀察，增加吾人對此二種油料之了解。二實驗步驟1. 預熱重油溫度約50。2. 放入少許空氣。3. 打開輕油開關（約一圈），以燭火點燃，並調整空氣閥門大小，以利火焰點著。4. 調整空氣閥門，觀察空氣流量對輕油燃燒所產生之影響。5. 待輕油燃燒一陣子，打開重油開關四分之一圈，俟重油引燃，將輕油關閉，同樣觀察空氣流量對重油燃燒所產生之影響。6. 關閉重油開

5、關，打開輕油開關，讓輕油持續燃燒5-10分鐘，燒光殘留之重油，然後關閉所有開關。實驗結束。三實驗儀器火焰傳遞及穩定性油料燃燒預報問題一、請試述石蠟(烷)烴、環烴、烯烴、芳香烴之分子結構有何不同，並分別畫出丁烷、環丁烷、甲苯之分子結構。Ans：(a)烷烴：碳原子間以單鍵結合成鏈狀結構環烴：碳原子間結合成環狀結構烯烴：碳原子間以雙鍵結合成鏈狀結構芳香烴：碳原子間結合成六角烏龜結構苯基(b)丁烷：環丁烷：甲苯：二、請問油料燃燒實驗中之重油預熱為何溫度不得超過60？Ans：若預熱時超過60，重油裡含碳量較少的其他化合物會揮發掉，而改變了重油的性質，如此一來實驗結果就會有所差異。三、請定性描述碳氫氣體化合物燃料穩定燃燒時之火焰結構。Ans：在穩定燃燒的前提下，外焰為藍色，內焰為無色，內外焰間為燃料開始燃燒之發光區。四、請以定量方式討論層流火焰傳遞速度與火焰溫度之關聯性。Ans：vl：火焰傳遞速率p：大氣壓力n：燃料反應級數E：燃料活化能R：氣體常數Tb：火焰溫度(摘自J. W