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研究生: 陳士傑
Shih-Jie Chen
論文名稱: IQV-BSC排油煙機的流場與洩漏特性
Flow and Leakage Characteristics of an IQV-BSC Range Hood
指導教授: 黃榮芳
Rong-Fung Huang
口試委員: 許清閔
Ching-Min Hsu
陳佳
Jia-Kun Chen
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: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 239
中文關鍵詞: 排油煙機四渦流零洩漏
外文關鍵詞: IQV, BSC, range hood
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  本研究針對具有邊界層分離控制器的四渦流排油煙機(IQV-BSC)之靜態流場、檯前有假人站立以及干擾氣流對其性能的影響做實驗分析,探討流場與洩漏的特性。IQV-BSC排油煙機是利用流體力學原理設計的排油煙機,其結構與傳統排油煙機不同,擁有狹縫型吸氣槽和左右兩面側板,在兩面側板的前方設計一三角形結構,能夠使氣流經側板後產生的分離點較貼近排油煙機內部。使用雷射輔助煙霧可視化技術,觀察不同參數變化對流場狀態的影響,推測洩漏原因和尋求最理想的操作參數。利用雷射都卜勒測速儀(LDA)量測靜態流場的速度分佈。使用追蹤氣體(SF6)測試法量測洩漏程度,將洩漏程度數據化呈現。流場可視化結果顯示,當吸氣速度達到12 m/s以上時,油煙於鍋子上方產生四顆渦旋結構,並有明顯的後傾現象。後傾現象可提高排油煙機的強健度,較不易受到人員走動及環境氣流干擾;渦旋結構則對於防止油煙逸散有極大的幫助。干擾氣流吹拂流場可視化實驗結果顯示,當吹拂角度θ = 0o,吹拂風速Vd ≧ 0.5 m/s時,出現洩漏現象;當吹拂角度θ = 45o和90o,吹拂速度Vd ≧ 0.4 m/s時,出現洩漏現象。相較於傳統排油煙機,IQV-BSC排油煙機有較佳之抗側風能力。雷射都卜勒測速儀量測結果顯示,速度向量及流場分佈與雷射煙霧可視化觀察到的結果相近,更可以顯露煙霧可視化法沒有觀察到的背板與鍋子間渦旋。追蹤氣體濃度測試結果顯示,當火力為Qfuel = 2.5 LPM時,吸氣速度Vs ≧ 10 m/s就不會有洩漏。當加大火力後,吸氣速度在Vs = 12 m/s,就可以穩定流場,不會造成洩漏。假人站立於鍋前的追蹤氣體測試結果顯示,IQV-BSC排油煙機效能不會受假人站立時的鈍體效應影響而使油煙逸散出來。


The flow patterns, velocity field, and leakage levels of an inclined quad-vortex range hood with boundary-layer separation controllers (IQV-BSC range hood) were studied experimentally. The effects of mannequin and draft on the flow and performance of the IQV-BSC were probed as well. The geometric features of the IQV-BSC range hood included a rearward offset suction slot, two side plates, two side-plate boundary-layer separation controllers on the leading edges of the side plates, and two small triangular plates on the upper left and right corners of the hood face. Laser light-sheet assisted smoke flow visualization method was used to examine the flow patterns. The laser Doppler anemometer was employed to measure the velocity field. The tracer gas (sulfur hexafluoride) detection method was used to measure the leakage levels of the hood. The results showed that four inclined vortices existed under the hood, which contained and carried the oil smoke upward and into the suction slot provided the suction velocities were greater than 10 m/s and 12 m/s for mid and large fuel compustion rates, respectively. The leakage levels under aforementioned conditions were negligibly small. The mannequin standing in front of the hood did not show any substantial negative effect on the hood flow patterns and leakage levels. The draft induced hood leakages at the draft velocity Vd ≧ 0.5 m/s and 0.4 m/s at the draft angle θ= 0o as well as 45o and 90o, respectively. The IQV-BSC range hood apparently presented a containment performance higher than the conventional hoods.

摘要 i Abstract ii 致謝 iii 目錄 iv 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 5 2.1.2 離心式鼓風機 6 2.1.3 瓦斯爐 6 2.2 流場速度量測設備 6 2.2.1 雷射都卜勒測速儀 6 2.2.2 三維移動機構 7 2.2.3 煙霧微粒產生系統與微粒特性 8 2.3 流場可視化設備 10 2.3.1 浮子式流量計 10 2.3.2 煙霧微粒產生器 10 2.3.3 雷射光頁產生器 11 2.3.4 數位攝影機 11 2.3.5 側風產生裝置 11 2.4 追蹤氣體濃度實驗設備 12 2.4.1 電子式流量計 12 2.4.2 MIRAN濃度測量儀 12 2.4.3 六氟化硫釋放器 12 2.4.4 採樣探頭 13 2.5 量測儀器 13 2.5.1 文氏管 13 2.5.2 熱線風速計 13 2.6 實驗方法 14 2.6.1 流場可視化 14 2.6.2 流場速度量測 15 2.6.3 追蹤氣體濃度測試 16 第三章 雷射輔助煙霧流場可視化 19 3.1 靜態流場可視化 19 3.1.1 中央對稱垂直截面 x = 0 19 3.1.2 鍋子中央垂直截面x = 20 cm 20 3.1.3 橫流扇下吹流場 x = 25 cm 21 3.1.4 Corner BSC垂直截面 x = 43 cm 23 3.1.5 側板外垂直截面 x = 56 cm 27 3.1.6 鍋子中央垂直截面(假人站立於鍋前) x = 20 cm 27 3.1.7 側板下方空隙水平截面z = 2.5 cm 31 3.1.8 鍋子上方水平截面 z = 24 cm 32 3.1.9 Deflection plate水平截面 z = 44 cm 34 3.1.10 Corner BSC水平截面 z = 60 cm 34 3.1.11 正視面 y = 20 cm 38 3.2 動態流場可視化 42 3.2.1 中央對稱垂直截面 x = 0 42 3.2.2 鍋子中央垂直截面 x = 20 cm 44 3.2.3 水平截面 z = 40 cm 45 第四章 鍋子中央垂直截面速度場 47 4.1.1 實驗方法 47 4.1.2 實驗結果 47 第五章 靜態測試洩漏濃度 49 5.1 局部洩漏濃度 49 5.1.1 測試方法 49 5.1.2 測試結果 50 5.2 檯前有假人站立之局部洩漏測試 51 5.2.1 測試方法 52 5.2.2 測試結果 52 5.3 檯前有假人之鼻部、腹部追蹤氣體洩漏濃度 53 5.3.1 測試方法 53 5.3.2 靜態檯前有假人之鼻部測試結果 54 5.3.3 靜態檯前有假人之腹部測試結果 55 第六章 討論 56 6.1 流動型態與洩漏濃度的相關性 56 6.2 與他牌排油煙機的性能比較 56 6.3 與IQV排油煙機的干擾氣流吹拂結果比較 58 6.4 與傳統排油煙機的干擾氣流吹拂結果比較 59 第七章 結論 60 7.1 結論 60 7.2 建議 61 參考文獻 63  

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無法下載圖示 全文公開日期 2021/06/30 (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)
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