速度為 1 mm/s 模擬實驗熱通量

實驗過程中，火焰接觸到玻璃後會有往兩側延伸出去的趨勢；由於高溫使得 氣體密度比空氣輕，受浮力作用，導致火焰往上飄，如Fig 17中可以很明顯的發 現這個趨勢，所以會形成玻璃上層火焰比玻璃底層火焰大，類似倒三角的形狀。

根據火燄形狀，設定模擬時熱通量上強下弱分佈長乘以寬為 50mm × 30mm，

如Fig 17；各個區塊熱通量大小（1=8.8 10⁴ ₂ m

× W ）及面積各不相同。

Fig 17︰Heat Flux Distribution of Simulated Actual Heat Source

見Fig 17，設定上需要考慮到左右兩底邊的直角三角形並沒有火焰通過，所 以不設定熱源值，來模擬火焰的倒三角形狀，中間火焰由於是噴嘴直接產生，比 例沒有調整，而兩旁火焰產生原因是火焰打到玻璃後再順著玻璃表面延伸，並且 隨著距離中心火焰越遠會有飄離玻璃越遠的現象產生。此外，為了明確顯示出主 要火焰與延伸射火焰對玻璃影響的差別，在比例上調整成可以明顯看出兩者的差 異。

除了熱源形狀大小如上所述以外，設定總施加於表面的熱通量大小381.216 J/s，熱源速度1 mm/s，加熱總時間 110s，Fig 18上和下分別表示加熱第10秒與第 90秒的等溫線分佈圖。

模擬結果如Fig 18、Fig 19、Fig 20所示。

148 49

49 345 542

739 887

877

1108

877

1108 1140

746 1108

483 221

90

1108

90 Max 1204

Fig 18︰Temperature Distribution，At 10s and 90s

模擬時間包括火焰加熱時間110秒以及實驗後冷卻的時間190秒，綜合以上模 擬結果，可以由Fig 18的等溫線圖呈現，時間經過10秒與90秒後的溫度分佈狀態。

由圖中可發現在高溫區，即靠近熱源深度較淺的區域，溫度梯度因為延伸火焰提 早加熱的影響，溫度變化梯度已經比理想熱源稍微改善，顯得較不急劇，熱源後 端同樣受到延伸火焰影響作用，溫度變化更加和緩，等溫線顯得較疏鬆。表示在 此種加熱方式下，預熱區域已有改善，不過尚有改進空間。

Fig 19︰Surface Temperature vs. Time at points across width

（x=55mm z=5mm）y mm（固定 x 與 z，改變 y 方向上不同的距離）

對於實際的熱源而言，表面距離的y值越大（如上圖所示），結果由於受到邊 緣較高的熱通量且受熱時間較距離y值小的長，因此溫度曲線較高且隨著y值減 少，有類似遞減的情形產生，不論是在最熱熱源之前或是之後都有此種現象產 生，最熱熱源設定值因為相同，模擬的最高溫度點也相差無幾，這是合理的情形。

Fig 20︰Temperature vs. Time at points of Different Depth from surface

（x=55 y=15mm）z mm（固定x與y，z方向上不同深度受熱表面）

圖中顯示深度對於溫度分佈影響，受熱表面節點因為距離熱源近，溫度很明 顯比其他距離的深度高，受熱表面與底面有將近 200℃的溫差。與理想線熱源相 比較，在熱源設定上，除了中心相似以外，左右兩邊皆多了扇型的熱源區域，多 了此預熱與緩冷的影響，直接反映在溫度曲線圖的斜率上，比較緩慢下降的情況 產生。對於實驗來講，須注意有預先與緩冷所造成的影響。

5.3.3 速度為1.5mm/s模擬實驗熱通量(Simulated Actual Heat Source