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研究生: 韓孟輯
Meng-ji Han
論文名稱: 四渦流排油煙櫃的流場與洩漏特性
Flow and Leakage Characteristics of Inclined Quad-Vortex Commercial Kitchen Hood
指導教授: 黃榮芳
Rong-fung Huang
口試委員: 趙振綱
Ching-kong Chao
林怡均
Yi-jiun Lin
陳佳堃
Jia-kun Chen
許清閔
Ching-min Hsu
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: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 208
中文關鍵詞: 流場可視化濃度洩漏測試四渦流商用排油煙機
外文關鍵詞: tracer-gas, quad-vortex
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  • 四渦流排油煙櫃係用以改善傳統商用排油煙設備缺點的新設備,本研究探討評估一套全新的四渦流排油煙櫃之空氣動力特性以及污染物洩漏的程度。利用箱型式氣罩特性,降低因側風影響而萎縮的捕集區範圍;使用狹長型吸氣槽以增加有效吸氣距離;使用圓弧流線型的開口設計以減緩汙染物在開口邊緣回流的程度;使用導流板配合狹長型吸氣槽以及圓弧流線型開口設計,進一步消彌油煙逆回滯留於開口邊緣的問題,並產生穩定後傾的四渦漩流場,使流場更加穩健。採用流場可視化技術探討櫃內氣流的流動特性,並以追蹤氣體濃度偵測法評估四渦流排油煙櫃的洩漏程度。無導流板之四渦流排油煙櫃會使油煙較集中於油鍋上方,不易往兩側擴散,造成油煙蔓延在兩油鍋上方頂板開口邊緣。因此在真人動態測試及強健度測試距離較近時,吸氣速度即使達到 10 m/s,仍無法避免油煙向人員擴散與污染物散逸至大氣等問題(強健度測試< 0.170 ppm)。提高吸氣速度雖能降低洩漏量,但徒增能源消耗。有導流板之四渦流排油煙櫃在大約8 m/s的吸氣速度時,靜態測試已能達到極低的洩漏量(< 0.002 ppm)。在吸氣速度12 m/s時,動態測試的洩漏濃度平均值最大僅為0.002 ppm,與靜態測試8 m/s吸氣速度時的水準相似。無論是靜態測試或動態測試,有導流板之四渦流排油煙櫃均能在較低的吸氣速度下達到比無導流板更好的防護效果。傳統商用排油煙設備之面速度要介於0.5~1.0 m/s,才會有稍好的捕集效率,頗為浪費能源而且油煙仍舊洩漏。四渦流排油煙櫃之面速度僅需0.18 m/s (吸氣速度10 m/s),在靜態的捕集性能或動態強健度測試即可達到優異表現(靜態洩漏< 0.002 ppm;強健度測試< 0.025 ppm),而且能夠達到節省能源的目的。


    The quad-vortex commercial kitchen hood was an innovative equipment in order to circumvent the drawbacks (large suction flow rate and high containment leakage level) of the conventional commercial kitchen hood. It was designed and developed based on the aerodynamic principle of inclined quad-vortex flow. By arranging a specially designed suction slot on the rear portion of the hood ceiling as well as two deflection plates obliquely attached to the inner side walls of the hood, a stable quad-vortex flow field was established. The quad-vortex flow went up toward the suction slot and was inclined toward the rear wall at high attitudes since the suction slot was arranged on the rear portion of the hood ceiling. Due to the features of quad-vortex flow, the high temperature containments generated in the hood was safely contained and expelled. Laser-light sheet-assisted smoke flow visualization was employed to qualitatively diagnose the flow patterns. The tracer-gas (SF6) concentration detection method was applied to measure the quantitative leakage levels. The results of flow visualization revealed that at the suction velocity lower than about 10 m/s (face velocity 0.18 m/s) the containment generated in the hood was restricted by the quad-vortex flow and followed the backward-inclined stable quad-vortex flow to get expelled through the suction slot. The results of tracer-gas concentration detections presented that at the suction velocity 10 m/s (face velocity 0.18 m/s) the leakage level can be lower than 0.002 ppm for static test and 0.025 ppm for walk-by test. The optimized face velocity of the existing conventional commercial kitchen hood was 0.5 ~ 1.0 m/s according to the recommendation of EPB of Taiwan. The quad-vortex hood obviously required much less suction flow rate than the conventional one.

    摘要 i Abstract ii 致謝 iii 目錄 iv 符號索引 vi 表圖索引 vii 第一章 緒 論 1 1.1 研究動機 1 1.2 文獻回顧 3 1.3 研究目的 5 第二章 實驗方法與設備 7 2.1 實驗設備 7 2.1.1 四渦流排油煙櫃 7 2.1.2 吸氣罩 7 2.1.3 抽氣機 8 2.1.4 煙霧微粒產生系統與微粒特性 8 2.1.5 六氟化硫釋放器 10 2.1.6 濃度取樣探頭 10 2.1.7 雷射光頁產生器 10 2.1.8 數位相機 10 2.1.9 數位攝影機 11 2.1.10 往復式調速平板移動機構 11 2.1.11 電子式加熱平板 11 2.1.12 高速攝影機 12 2.1.13 紅外線閃頻雷射 12 2.1.14 時序控制盒 12 2.2 量測儀器 12 2.2.1 文氏管流量計 12 2.2.2 壓力轉換器 13 2.2.3 熱線風速計 13 2.2.4 浮子流量計 13 2.2.5 MIRAN濃度測量儀 14 2.2.5 質點影像速度儀(Particle Image Velocimetry, PIV) 14 2.3 實驗方法 20 第三章 無導流板之流場特性 22 3.1 靜態流場可視化 22 3.1.1 櫃前無放置假人之流場特性 22 3.1.2 櫃前放置假人之流場特性 24 3.2 動態流場可視化 24 3.2.1 動態強健度測試 24 3.2.2 真人動態流場特性 25 3.3 快速爐之流場可視化 26 第四章 無導流板之濃度洩漏 27 4.1 靜態濃度洩漏測試 27 4.1.1 九宮格局部靜態測試 27 4.1.2 假人九宮格局部靜態測試 28 4.1.3 假人鼻部靜態測試 29 4.2 動態濃度洩漏測試 29 4.2.1 強健度測試 29 4.2.2 假人強健度測試 30 第五章 有導流板之流場特性 32 5.1 靜態流場可視化 32 5.1.1 櫃前無放置假人之流場特性 32 5.1.2 櫃前放置假人之流場特性 34 5.2 動態流場可視化 34 5.2.1 動態強健度測試 34 5.2.2 真人動態流場特性 35 5.3 快速爐之流場可視化 36 5.4 質點影像速度儀量測櫃內流場 37 第六章 有導流板之濃度洩漏 38 6.1 靜態濃度洩漏測試 38 6.1.1 九宮格局部靜態測試 38 6.1.2 假人九宮格局部靜態測試 39 6.1.3 假人鼻部靜態測試 40 6.2 動態濃度洩漏測試 40 6.2.1 強健度測試 40 6.2.2 假人強健度測試 41 第七章 比較與討論 43 7.1 流場 43 7.2性能與洩漏 45 7.3能源消耗 47 第八章 結論 48 文獻回顧 50

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    無法下載圖示 全文公開日期 2017/06/07 (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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