臺灣博碩士論文加值系統

本研究的目標是利用電腦數值模擬方法，即所謂的計算流體動力學方式(Computational Fluid Dynamics)對中碳循環油加熱爐(Tar Refining Plant of CSCC F121 Vertical Furnace：簡稱 F121加熱爐)的熱流模擬研究，討論錐筒與環管的放射率對CLO油的影響。
研究內容以中碳公司循環油加熱爐(F121)內之燃氣濃度分布與火焰燃燒情形，做為模擬的對象，透過數值模擬，將有助於了解輻射放射率對環管與內桶表面的熱傳性質，以及CLO油的溫升、廢燃氣的溫度之影響。
本研究可望延長CLO環管的使用壽命而減少更換環管的維護費用，並縮短加熱爐維護時的停機時間，有助於產能的提升以及成本的降低。同時亦可以作為未來內桶改造與加熱爐效率提升之設計工具，並建立此類熱交換爐的電腦輔助設計工具與分析技術做為後續類似工程之參考。

目錄
摘要 I
Abstract II
謝誌 IV
目錄 .V
表目錄 VII
圖目錄 ..VIII

第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目標 3
1.4 研究流程 3
1.5 熱交換器發展歷史 5
1.6 熱交換器作用原理 6
1.7 熱交換器種類介紹 7
第2章 文獻探討 8
2.1 熱傳遞概論 8
2.1.1 熱傳導 9
2.1.2 熱對流 12
2.1.3 熱輻射 14
2.2 流體力學概論 15
2.2.1 流體黏性 16
2.2.2 雷諾數 17
2.2.3 邊界層 19
2.3 化學反應概論 20
2.3.1 理論與實際燃燒 21
2.4 質量守恆方程式 22
2.5 動量守恆方程式 23
2.6 能量守恆方程式 24
第3章 研究方法 25
3.1 研究內容 25
3.1.1 統御方程式 25
3.1.2 化學反應模型 25
3.1.3 輻射熱傳模型 26
3.2 建立網格(步驟一) 26
3.3 計算各項邊界條件之數值(步驟二) 29
3.4 以Fluent軟體進行熱、流場的求解(步驟三) 29
3.5 設定邊界條件(步驟四) 30
第4章 結果與討論 40
4.1 實驗量測與電腦計算之初次比對結果 40
4.2 總熱量之比對結果 43
4.3 總熱量之最小誤差比較結果 51
第5章 研究結論與建議 57
5.1 結論 57
5.2 建議與未來展望 58
參考文獻 59
附錄A 螺旋環管(helically Coiled Tube)的對流係數 60
附錄B Gambit建構爐體模型之節點(vertex)與邊(edge)圖 66
作者簡介 70

 
表目錄
表1-1 熱交換器檢索統計 5
表2-1 熱與熱傳導常用單位 9
表2-2 典型之熱對流係數值 13
表2-3 國際系統(SI)常用單位 15
表3-1 燃料COG的氣體成分百分比 31
表3-2 空氣成分百分比 33
表4-1 初步比對結果最小誤差之整理 40
表4-2 實驗值與計算值之比對數據 41
表4-3 環管之總吸熱率(heat transfer rate)與最大吸熱通量(heat flux) 42
表4-4 燃料COG氣體產生的總熱量(電腦計算結果) 44
表4-5 內桶與環管溫度總整理 56

參考文獻
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