簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 林均樺
Jyun-Hua Lin
論文名稱: 四渦流排油煙機的流場與干擾氣流對其性能的影響
Flow Characteristics of a Inclined Quad-Vortex Range Hood and Effects of Draft on Its Performance
指導教授: 黃榮芳
Rong-Fung Huang
口試委員: 陳佳堃
Jia-Kun Chen
林怡均
Yi-Jiun Lin
孫珍理
Chen-li Sun
張家和
Chir-Ho Chang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 313
中文關鍵詞: 四渦流排油煙機流場可視化雷射都卜勒速度量測氣體追蹤濃度量測
外文關鍵詞: Inclined Quad-Vortex Range Hood, Flow Visualization, Laser Doppler Velocimetry (LDV) Measurement, Tracer-Gas (SF6) Concentration Method
相關次數: 點閱:351下載:1
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
  • 本研究針對四渦流排油煙機的流場與干擾氣流對其性能的影響作實驗分析,探討排油煙機在受干擾氣流於不同角度θ吹拂影響之下的流場特性與捕集性能。使用流場可視化法觀察不同干擾氣流吹拂速度Vd及角度θ變化之下對其流場的影響,進而分析流場型態。並利用雷射都普勒測速儀(LDV)量測其靜態時的內部流場,再以追蹤氣體(SF6)測試法量測其捕集效率ηave及捕集指標ξave,並與它款排油煙機的捕集性能作比較。實驗結果顯示,靜態時從流場可視化法觀察的結果與LDV量測出來的流場結構相互吻合。靜態時,當吸氣速度Vs ≥ 8 m/s,捕集效率ηave皆為~100%。受速度Vd ≤ 0.5 m/s的干擾氣流吹拂時,當吸氣速度Vs ≥ 8 m/s,捕集指標ξave皆為~100%。IQV排油煙機在抵禦干擾氣流吹拂時,吹拂角度θ為0o與90o時比45o時的捕集性能較高。當與其它排油煙機比較時,IQV排油煙機抵禦干擾氣流的能力高很多。受干擾氣流影響時,IQV排油煙機吸氣速度Vs為12 m/s時,已達極佳的捕集性能,且吸氣流量Qs只需8.6 m3/min,而傳統排油煙機吸氣流量Qs為15.0 m3/min時,捕集性能不及前者;除此之外,IQV排油煙機相較於傳統排油煙機的能量消耗節省了約47%。


    A study is focused on the experimental analysis about the flow characteristics of inclined quad-vortex range hood and effects of draft on its performance. Laser light sheet-assisted smoke flow visualization is employed to qualitatively diagnose the flow patterns, which under effects of draft with different velocities and angles. Laser Doppler velocimetry (LDV) measurement is carried out to identify characteristics of flow structure. The tracer-gas (SF6) concentration method is applied to measure quantitative capture efficiency ηave and capture index ξave. The performances of IQV range hood are compared with those of conventional ones. The flow structures obtained by flow visualization method and laser Doppler velocimetry measurement correlate well. The capture efficiency of the IQV range hood operated at the suction velocity Vs ≥ 8 m/s attain ~100% when the hood is subject to the influence of a draft at the velocitiesVd ≤ 0.5 m/s. Theperformance of the IQV range hood under the influence of draft effects are significantly higher than those of IAC and conventional range hoods. Under the static condition, theIQV range hoodoperated at the suctionvelocity Vs= 12 m/s (Qs=8.6m3/min) presents almost 100% of capture efficiency. While thecapture efficiency of the conventionalrange hood operated at the flow rate Qs=10.5 m3/min is 99.01%.When subject to the influence of a draft Vd = 0.5 m/s, theIQV range hoodoperated at the suctionvelocity Vs= 12 m/s (Qs=8.6m3/min) still presents almost 100% of capture index.While thecapture index of the conventionalrange hood operated at the flow rate Qs=10.5 m3/min is 55.66% when subject to the influence of a draft Vd = 0.5 m/s.

    摘要 i Abstract ii 致謝 iii 目錄 v 符號索引 vii 表圖索引 viii 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 文獻回顧 2 第二章 實驗方法與設備 5 2.1 實驗設備 5 2.1.1 四渦流排油煙機的設備架構 5 2.1.2 抽氣機 6 2.1.3 煙霧微粒產生系統與微粒特性 6 2.1.4 六氟化硫釋放器 8 2.1.5 雷射光頁產生器 8 2.1.6 數位相機 9 2.1.7 數位攝影機 9 2.1.8 電子式加熱平板 9 2.1.9 煙霧產生器 9 2.1.10 自製煙霧釋放器 10 2.1.11 可調速整流風扇裝置 10 2.2 量測儀器 10 2.2.1 文氏管流量計 10 2.2.2 壓力轉換器 11 2.2.3 熱線風速計 11 2.2.4 浮子流量計 11 2.2.5 MIRAN濃度測量儀 12 2.2.6 雷射都卜勒測速儀 12 2.2.7 三維移動平台機構 13 2.3 實驗方法 13 2.3.1 流場可視化 14 2.3.2 雷射都卜勒量測 14 2.3.3 追蹤氣體濃度測試 15 第三章 流流動型態 17 3.1 靜態流場特性 18 3.1.1 流場可視化 18 3.1.2 速度向量場 19 3.2 受氣流干擾影響時的流場特性 22 3.2.1 受氣流干擾吹拂角度θ = 0o時的流場特性 23 3.2.2 受氣流干擾吹拂角度θ = 45o時的流場特性 26 3.2.3 受氣流干擾吹拂角度θ = 90o時的流場特性 30 第四章 追蹤氣體濃度測試 37 4.1 靜態時的捕集效率 37 4.2 受氣流干擾影響時的捕集指標 38 4.2.1 受氣流干擾吹拂角度θ = 0o時的捕集指標 39 4.2.2 受氣流干擾吹拂角度θ = 45o時的捕集指標 40 4.2.3 受氣流干擾吹拂角度θ = 90o時的捕集指標 41 第五章 討論 43 5.1 流動型態與捕集效率及指標的相關性 43 5.2 與其它款排油煙機的性能比較 45 5.2.1 捕集效率及指標的比較 45 5.2.2 能量消耗的比較 49 第六章 結論 51 6.1 結論 51 6.2 建議 53 參考文獻 55

    [1] ACGIH, Industrial Ventilation - A manual of recommended practice, 24th ed. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, 2001, pp. 108-109.
    [2] 勞委會勞工安全衛生研究所,作業場所空氣有害物預估與控制研究-側風對傳統型氣罩捕集效果之探討,勞委會勞工安全衛生研究所研究報告,IOSH88-H103, 1999。
    [3] 李霽恒, 四渦流排油煙機的流場與洩漏特性, 國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文, 2012.
    [4] 行政院勞工委員會,有機溶劑中毒預防規則,台北,1991。
    [5] 行政院勞工委員會,特定化學物質危害預防標準,台北,1991。
    [6] 內政部,鉛中毒預防規則,台北,1974。
    [7] 內政部,粉塵危害預防標準,台北,1981。
    [8] 行政院勞工委員會,勞工安全衛生組織管理及自動檢查辦法,台北, 1993。
    [9] Numano, Y. (沼野雄志),局排設計教室,第三版,中央勞動災害防止協會,東京,1996。
    [10] ACGIH, Industrial Ventilation - A Manual of Recommended Practice, 21st ed. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, 1992.
    [11] Li, Y., Delsante, D., and Symons, J., “Residential kitchen range hoods - buoyancy - capyure principle and capture efficiency Revisited,”Indoor Air, Vol. 7, No. 3, 1997, pp. 151-157.
    [12] Lim, K. and Lee, C., “A numerical study on the characteristics of flow field, temperature and concentration distribution according to changing the shape of separation plate of kitchen hood system,”Energy and Buildings, Vol. 40, No. 2, 2008, pp. 175-184.
    [13] 勞委會勞工安全衛生研究所,作業場所空氣有害物預估與控制研究-側風對傳統型氣罩捕集效果之探討,勞委會勞工安全衛生研究所研究報告,IOSH88-H103, 1999。
    [14] 勞委會勞工安全衛生研究所,傳統型氣罩控制風速與捕集能力探討,勞委會勞工安全衛生研究所研究報告,IOSH89-H104, 2000。
    [15] 勞委會勞工安全衛生研究所,氣罩凸緣對捕集效果相關性探討,勞委會勞工安全衛生研究所研究報告,IOSH90-H102, 2001。
    [16] 勞委會勞工安全衛生研究所,發散式危害源氣罩設計模式研究,勞委會勞工安全衛生研究所研究報告,IOSH91-H121, 2002。
    [17] 勞委會勞工安全衛生研究所,吹吸式氣罩設計與操作指引研究,勞委會勞工安全衛生研究所研究報告,IOSH92-H102, 2003。
    [18] Huang, R. F., Chen, J. L., Chen, Y. K., Chen, C. C., Yeh, W. Y., and Chen, C. W., “The capture envelope of a flanged circular hood in cross drafts,” AIHA Journal, Vol. 62, No. 2, 2001, pp. 199-207.
    [19] Huang, R. F., Sir, S. Y., Chen, Y. K., Yeh, W. Y., Chen, C. W., and Chen, C. C., “Capture envelopes of rectangular hoods in cross drafts,” AIHA Journal, Vol. 62, No. 10, 2001, pp. 563-572.
    [20] Huang, R. F., Liu, G. S., Chen, Y. K., Yeh, W. Y., Chen, C. W., and Chen, C. C., “Effects of flange size on dividing streamline of exterior hoods in cross drafts,” Journal of Occupational and Environmental Hygiene, Vol. 1, No. 5, 2004, pp. 283-288.
    [21] Huang, R. F., Liu, G. S., Lin, S. Y., Chen, Y. K., Wang, S. C., Peng, C. Y., Yeh, W. Y., Chen, C. W., and Chang, C. P., “Development and characterization of a wake-controlled exterior hood,” Journal of Occupational and Environmental Hygiene, Vol. 1, No. 12, 2004, pp. 769-778.
    [22] 行政院勞工委員會,有機溶劑中毒預防規則,台北,2003。
    [23] 行政院勞工委員會,特定化學物質危害預防標準,行政院勞工委員會,台北,2001。
    [24] 行政院勞工委員會,鉛中毒預防規則,行政院勞工委員會,台北,2002。
    [25] 行政院勞工委員會,粉塵危害預防標準,行政院勞工委員會,台北,2003。
    [26] Guidelines for Determining Capture Efficiency, U. S. Environmental Protection Agency, 1995
    [27] Huebener, D.J. and Hughes, R.T., “Development of push-pull ventilation,” AIHA J., Vol. 46, Issue 5, 1985, pp. 262-267.
    [28] Klein, M. K., “A demonstration of NIOSH push-pull ventilation criteria,” AIHA J., Vol. 48, Issue 3, 1988, pp. 238-246.
    [29] Siebert,G. W. and Fraser, D. A., “Exhaust ventilation for hot processes,” American Industrial Hygienists Association Journal, Vol. 34, No. 11, 1973, pp. 481-486.
    [30] 彭冠霖, 傳統與氣簾式排油煙機的流場與性能實驗分析, 國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文, 2010.
    [31] Flagan, R. C. and Seinfeld, J. H., “Fundamentals of Air Pollution Engineering,” Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1988, pp. 290-357.
    [32] Huang, R. F., Nian, Y.-C., Chen, J.-K., and Pen, K. L., “Improving flow and spillage characteristics of range hood by using inclined air-curtain technique,” Ann. Occupational Hygiene, Vol. 55, No. 2, 2011, pp. 164-179.
    [33] Chen, J.-K., Huang, R. F., and Peng, K.-L., “Flow characteristics and spillage mechanisms of wall-mounted and jet-isolated range hoods subject to influence of cross draft,”Journal of Occupational and Environmental Hygiene, Vol. 9, No. 1, 2012, pp. 36-45.
    [34] 戴冠中, 外裝型氣罩之流動型態與洩漏特性, 國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文, 2009.

    無法下載圖示 全文公開日期 2018/06/11 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
    QR CODE