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研究生: 林億豐
Lin, Yi-Fong
論文名稱: 原水監測水槽效能改善之流場分析
Hazardous Inflow Flume Detection Efficiency Improvement Using Flow Field Computation
指導教授: 呂珍謀
Leu, Jan-Mou
賴泉基
Lai, Chan-Ji
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 水利及海洋工程學系
Department of Hydraulic & Ocean Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 49
中文關鍵詞: 流場滯流區
外文關鍵詞: stagnant zone, flow field
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  •   自來水公司之淨水場使用原水監測水槽中之魚類,出現異常做為進水水體毒性檢測之啟動機制,然該水槽之流動為層流狀態,滯流區成為魚類之避難區,故魚類可停留於此,迴避進水水體之毒害致原監測之目的無法達到。

      本研究目的在瞭解原型水槽滯流區發生之區域,並期望藉改變水槽形狀與隔板設置位置,改善水槽滯流區之範圍。本文使用Fluent計算流體力學軟體為主要工具,並輔以流場可視化以驗證該計算之合理性,經比較實驗與數值計算在原形水槽定性方面相符合,顯示該計算工具之結果,可做為評估改變設計之依據。

      經計算不同隔板位置,及圓形水槽之流場,探討整此等設計中之流場滯流區範圍,經定義滯流區為流速小於進流速度15%之區間,計算結果顯示,矩形水槽中滯流區以原型之佈置為最小,顯示原來之設計已注意減少滯流空間之問題,然仍有22.2%之區域為滯流區,圓形水槽搭配雙進出口之改善方案,滯流區為15.5%,為設計九個方案中,滯流區最小的狀況。

     For many years, water intake industries have used fish raised in flume to monitor toxicity of the water inflow. Since the flow of the flume is laminar and there are stagnant zones in it, fish can stay in there as a refuge zone whenever there is a hazardous situation. So it can’t success to monitor water toxicity because of the existence of the stagnant zones.

     This study intends to visualize the stagnant regions through experiment and model computations for various layouts, includes the original one. Fluent, the widely used commercial tool is adopted for the computations. The experiment is mainly conducted to obtained flow data for model verification and comparison shows that the 3-D flow pattern obtained from computation is comparable reasonably well with the experiment.

     The model is used to attain the volume percentage of the stagnant regions for rectangle flume of different partition positions, and for circular tank of one or two inflow-outflow arrangements.By defining stagnant zones that velocity is smaller than inflow velocity 15%. The result of calculation shows stagnant zones in rectangle tank is minimum by prototype tank. It shows that problem about decrease of stagnant zones considered in prototype tank, but still has 22% of the ranges that is the stagnant zones. Improvement scheme for circular tank of two inflow-outflow arrangements is 15.5% of the stagnant zones, it design in nine schemes minimum state of stagnant zones.

    目 錄 中 文 摘 要 I Abstract II 誌 謝 III 表 目 錄 VI 圖 目 錄 VII 符 號 說 明 X 第一章 緒論 1 1-1研究動機 1 1-2研究目的 3 1-3本文組織 3 第二章 監測水槽設計 5 2-1 矩形水槽 5 2-1-1隔版開口方向不同 6 2-1-2 不同間隔比 6 2-2 圓形水槽 9 第三章 可視化實驗與數值模擬 11 3-1 實驗設備 11 3-2 實驗步驟 12 3-3 數值模擬 13 3-3-1 基本假設 13 3-3-2 數值計算 13 3-3-3 網格設計 14 3-3-4 邊界條件 17 3-3-5 數值方式及收斂標準 17 3-3-6 起始條件 17 3-3-7 模式檢定 17 第四章 結果分析與討論 21 4-1 隔版開口方向不同對流場的影響 21 4-2 不同間隔比對流場的影響 31 4-3 不同水槽外型對流場的影響 40 4-4 綜合比較 44 第五章 結論與建議 46 5-1 結論 46 5-2 建議 47 參 考 文 獻 48

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2005-08-26公開
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