簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 林正恭
Lin, Cheng-Kung
論文名稱: 太陽能真空管式集熱器流場與熱對流改善研究
Improvements of Flow Field and Heat Convection of an all-glass vacuum tube solar energy collector
指導教授: 呂珍謀
Leu, Jan-Mou
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 水利及海洋工程學系碩士在職專班
Department of Hydraulic & Ocean Engineering (on the job class)
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 69
中文關鍵詞: 熱傳遞擋板熱對流
外文關鍵詞: heat energy transmission, shield during, heat convection
相關次數: 點閱:130下載:5
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本文主要針對市面上之太陽能真空管式熱水器,配合商業流體力學軟體進行數值模擬,研究真空管加熱下設置擋板後內部流場、溫度分布與自然循環的改變,並進一步探討其對流效率,找出最合適的設計形式。
    但因擋板大小很可能影響產品生產成本,若加設擋板使成本上升過多,便失去技術推廣之利,故本文研究在何種尺度下,擋板能以最小之尺寸達到同等或超越之效用,將有利於實際應用。

    擋板之主要目的在於擾動對流,因一般對流僅依循一定流動方向,造成熱能傳遞只在流動路徑上較強,加擋板可擾動水流,但應避免過常阻礙水流等等。Case3之擋板較符合預設期望,其原因為紊流動能及流速分布皆顯示出擋板對對流之擾動功效,可加強熱傳遞。擋板未來可與主動式加熱器結合,在非加熱時做擾流功效,加熱時亦可成為一熱源並依其接觸面做熱傳遞。
    建議後續研究可納入加熱器、厚度改變、裝設傾斜角度等設計變動進行模擬紊流動能及流速分布。
    關鍵字:熱傳遞、擋板、熱對流。

    The article is to study the convection effect of the internal flow field and temperature distribution and nature cycle change after added the shield on the heater of the vacuum tube and find the most proper design model focused on the hot-water heater of the vacuum tube of solar energy in marketing condition via the hydrodynamics business software. But, the size of shield possibly impacts the cost of production. It losses the advantage of the technical popularization of solar energy and causes the cost to be raised up if there are so many shields added on the heater of vacuum tube. This is the purpose of the article to study
    which one of condition the min. size of shield used for can achieve the equal or over effect and it is handy for the actual application.

    The purpose of shield is to change convection route, because the direction of the convection is fixed, and it cause the heat energy are centralize on the main route. But the shield will interference water convection and water temperature. The results show that the efficacy of turbulence kinetics and flow field of Cause 3 is better than other case. The shield formula of Case 3 can promote the efficiency of heat convection. The shield can combine with heater, when heater is not operate, the shield can increase water convection, and during heating process the shield can increase heater area.

    目錄 中文摘要 I Abstract II 目錄 III 表目錄 V 圖目錄 VI 誌謝 VIII 符號說明 IX 第一章 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究動機 2 1-3 文獻回顧 3 1-4 本文組織 5 第二章 理論與數值方法 6 2-1 控制方程式 6 2-2 紊流模式 7 2-3 熱傳遞模式 8 2-4 浮力模式 9 第三章 數值模擬 11 3-1 模型之建立 12 3-2 網格生成 13 3-2-1模擬型式 14 3-2-2計算主域 15 3-2-3邊界條件 16 3-2-4起始條件 17 3-2-5求解器設定 18 3-3 模擬流程 20 第四章 模擬結果與討論 21 4-1網格品質檢驗 21 4-2流場與紊流動能分析 22 4-3 熱對流分析 60 第五章 結論與建議 68 5-1 結論 68 5-2 建議 68 參考文獻 69

    1. 侯順雄、王松浩、張仲卿譯,「熱傳遞」,高立圖書有限公司,2007。
    2. 陳俊谷,「降低太陽能熱水器風損之實驗研究」,國立成功大學航空太空工程學系碩士論文,2006。
    3. 黃重魁,「家用太陽能熱水器用後評估之研究」,國立成功大學建築研究所碩士論文,2002。
    4. 黃卓仁,「大學校園再生能源設施管理機制之探討-以太陽能熱水系統效率驗證為例」,2005。
    5. 楊鶴峰,楊維之,楊淑蘭,「真空管太陽能熱水器漫反射板的作用與最佳設計」,RURAL ENERGY,No.1,pp.12,2000。
    6. 劉耀文,「太陽能真空管式集熱器之流場與熱對流研究」,國立成功大學水利及海洋工程學系碩士論文,2008。
    7. 劉平安,「太陽能建築發展趨勢之探討」,中華民國建築學會第十四屆建築研究成果發表會論文集,2002。
    8. 鄭耀智編譯,「流體力學」,滄海書局,2002。
    9. 鄭凱文,「家用太陽能熱水器輔助電熱器耗能因子分析」,國立成功大學建築研究所碩士論文,2004。

    中華民國太陽能科技發展協進會,http://www.taiwansolar.org.tw/
    經濟部能源局,http://www.moeaboe.gov.tw/
    American Solar Energy Society,http://ase.org/
    US National Renewable Energy Laboratory,http://www.nrel.gov/

    下載圖示 校內:立即公開
    校外:立即公開
    QR CODE