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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:顏義哲
研究生(外文):Yi-Je Yan
論文名稱:反算法於三維穩態鰭管式熱交換器鰭片熱傳係數之預測
指導教授:黃正弘黃正弘引用關係
指導教授(外文):Cheng-Hung Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:造船及船舶機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:鰭管式熱交換器傳係數
外文關鍵詞:finned-tube heat exchangersheat transfer coefficient
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所謂的「反算問題」(Inverse Problem)就是當某些物理量因為主客觀條件的限制而無法直接計算或量測時,我們可利用此法藉由其它已知的量測參數及物理量反求之,以便得到我們要的物理量。這跟一般使用傳統方法所謂的正算或直接解(Direct Problem)正好相反,由於在實際的工程問題中,的確會遇到上述的問題,所以「反算問題」是有存在的必要性且是一個很好運用於實際的工程問題的方法。本文所使用的方法即為反算法中的函數預測法又稱急遽遞減法(Steepest Descent Method),吾人利用此反算法結合熱流計算軟體CFX4.2,來求解三維逆向熱傳問題(Inverse Heat Transfer Problem)。
在本文第二章中吾人對鰭管式熱交換器之鰭片進行熱傳分析,預測表面上熱對流係數之分佈。為了能夠解決較為複雜與實際的工程問題,因此吾人利用熱流套裝軟體CFX4.2來處理困難的物理幾何模型,利用其強大的熱流計算能力來計算吾人所需之正解部分,接著和吾人所撰寫的反算程式串聯起來,以對鰭片上熱對流係數之預測。
現今工業界裡熱交換器的發展已經有一定的程度,根據不同的需求發展出的熱交換器可說是種類繁多,而鰭片在熱交換器的中則是扮演主要的角色,為了提高鰭片的散熱效率,因此鰭片的種類也是各式各樣。如能對鰭片作準確的熱傳分析,便能對鰭片的散熱效率做改善。
本文使用套裝軟體CFX4.2來建立鰭片模型與規劃網格數目,以求解三維熱傳問題。並結合反算法中的急遽遞減法,且利用CFX4.2所解得鰭片表面的溫度分佈作為反算的依據,即可預測出鰭片上熱對流係數之分佈。此外,吾人亦將討論溫度量測誤差對熱對流係數預測值準確度的影響。
在本文第三章的部分則實際經由實驗,利用精準度很高的紅外線熱像儀量測鰭片上的溫度,分別對對齊式鰭片(in-line)和交錯式鰭片(stagger)各別在不同的狀態下,如改變風速、鰭片間距,根據急遽遞減法來預測出鰭片上的熱對流係數,並做分析與探討。
摘 要……………………………………………………………I
誌 謝……………………………………………………………III
目 錄……………………………………………………………IV
圖表目錄……………………………………………………………VI
符號說明……………………………………………………………X

第一章 緒 論……………………………………………………1
1-1 研究背景與目的………………………………………………1
1-2 文獻回顧………………………………………………………5
第二章 反算法於三維穩態鰭管式熱交換器鰭片熱傳係數之預測………………………………………………………………………8
2-1 直接解問題………………………………………………………9
2-2 逆向問題…………………………………………………………12
2-3 急遽遞減法之極小化過程………………………………………13
2-4靈敏性問題與前進步距…………………………………………14
2-5 伴隨問題與梯度方程式…………………………………………16
2-6 收斂條件…………………………………………………………9
2-7 數值計算流程…………………………………………………20
2-8 結果與討論……………………………………………………22
第三章 實驗設備與方法……………………………………………42
3-1 實驗設備……………………………………………………42
3-2 實驗方法………………………………………………………44
3-3 實驗結果與討論………………………………………………45
3-3-1直接解問題………………………………………………46
3-3-2靈敏性問題………………………………………………47
3-3-3伴隨問題…………………………………………………48
3-3-4正向風速的影響…………………………………………49
3-3-5排列方式的影響…………………………………………50
3-3-6鰭片間距的影響…………………………………………51
3-4實驗與理論的探討……………………………………………51
第四章 結 語………………………………………………………75

參考文獻………………………………………………………………76
1.Tucker, P.G., “CFD Applied to Electronic Systems A Review”. IEEE Transactions on Components Packaging and Manufacturing Techology, Part A, vol.20, NO.4, pp.518-529, 1997.
2.CFX4.2 User`s Manual, AEA Technology Plc, Oxfordshire U.K.1997.
3.Kurpisz, K., Nowak, A.J., Inverse Thermal Problems, Computational Mechanics Publications, 1995.
4.Alifanov, O.M., Inverse Heat Transfer Problem, Spring-Verlag, New York, 1994.
5.Beck, J.V., Blackwell, B., St.Clair, C.R., Inverse Heat Conduction Ill-Posed Problem, Wiley, New York, 1985.
6.Huang, C.H., Ozisik, M.N., “Inverse Problem of Determining the Unknown Strength of an Internal Plane Heat Source”. Journal of the Franklin Institute, vol.329, pp.751-764, 1992.
7.Huang, C.H., Wang, S.P., “A Three Dimensional Inverse Heat Conduction Problem in Estimating Surface Heat Flux by Conjugate Gradient Method”. Int. J. Heat and Mass Transfer, vol.42, pp.3387-3403, 1999.
8.Huang, C.H., Chen, W.C., “A Three Dimensional Inverse Forced Convection Problem in Estimating Surface Heat Flux by Conjugate Gradient Method”. Int. J. Heat and Mass Transfer, vol.43, pp.3171-3181, 2000.
9.黃正弘與鄭順中 “三維逆向熱傳問題於未知暫態熱源之強度 ”國立成功大學造船暨船舶機械工程研究所碩士論文,2000.
10.Kays, W. M., London, A. L., “Compact heat exchangers”,3rd., McGraw-Hill, New York, 1984.
11.Webb, R. L., “Principles of Enhanced Heat Transfer”, John Wiley & Sons, New York, 1994.
12.Jang, J. Y., Wu, M. C., Chang, W. J., “Numerical and experimental studies of three-dimensional plate-fin and tube heat exchangers”, International J. Heat and Mass Transfer, Vol. 39, No. 14, pp. 3057-3066, 1996.
13.Chao, L.S., Whang, S.M., Shiue, C.S., “Three Dimensional Modeling of Heat Dissipation for Electric Componts”. Proceedings of the Thirteen National Conference of the Chinese Society of Mechanical Engineers, pp.159-167, 1996.
14.Huang, C.H., Yan, J.Y., “An Inverse Problem in Simultaneously Measuring Temperature Dependent Thermal Conductivity and Heat Capacity”. Int. J. Heat and Mass Transfer, vol.38, pp.3433-3441, 1995.
15.Alifanov, O.M., “Solution of an Inverse Problem of Heat Conduction by Iteration Methods”. J. of Engineering Physics, vol.26, pp.471-476, 1974.
16.Tikhonov, A.N., Aresenin, V.Y., “Solution of ill posed problem”. V. H. Wistom&Sons, Washington, DC, 1997.
17.Huang, C.H., Chao, B.H., “An Inverse Geometry Problem in Identifying Irregular Boundary Configurations”. Int. J. Heat and Mass Transfer, vol.40, No.9, pp.2045-2053, 1997.
18.IMSL Library Edition 10.0. User's Manual: Math Library Version 1.0, IMSL, Houston, TX, 1987.
19.Ozisik, M.N,in:Heat Transfer a Basic Approach,New York,Table B-4 Physical properties of metals
20.張錦裕與葉哲男, “鰭管式熱交換器之熱液動性能研究”. 國立成功大學機械工程研究所碩士論文,2001.
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