臺灣博碩士論文加值系統

包裝在消費市場中發揮著與消費者第一目光接觸的效果，因此一套精密與高速的包裝機械，以及完美品質的包裝設備是廠商攻佔消費市場不可或缺的利器。而熱縮爐是目前電熱式收縮爐中運用極為廣泛的機械之一，本研究以熱縮爐為研究對象，建立熱縮爐模型流道，針對幾個影響熱縮爐內流場結構的重要因素，如風扇轉速及加熱管壁溫度，設定不同的操作參數，以數值方法求解熱縮爐內部流場的統御方程式，配合非均勻網格點的產生，採用有限體積法及SIMPLEC 演算法，及κ-ε紊流模式模擬風扇轉速對熱縮爐內流場之影響。 本研究利用數值方法對一般熱縮爐的內部流場進行模擬研究。從計算結果發現，氣流通過風扇後，會因為轉速高低不同，造成內部流場分佈以及溫度分佈不均勻。風扇的轉速越高，流場流動較快，溫度變化的程度較大。風扇的轉速越低，帶動氣流流動的效果不張，溫度分佈也較為不佳，無法達到熱縮爐的操作目標。改變不同的加熱管溫度，低溫時中心溫度變化不大。加熱管溫度較高時溫度下降趨勢有隨著溫度提高而漸緩的趨勢，所以流道內的溫度並不會隨著加熱管溫度一直上升跟著升高。

The packaging of a product is the first sight of it to the consumer. Therefore, a set of precision and high-speed packing machines is one of important tools to the product manufactures. And the thermal shrinking machine is one of the most popular electrically heated shrinking devices. The development of high quality thermal shrinking machine relies on the detailed understanding of the flow structure and thermal field in the shrinking tunnel. The objective of the research is to numerically study the effects of fan rotating speed and heating rod temperature on the flow structure and thermal field in the shrinking tunnel. The numerical methods used in the present study are the finite-volume based SIMPLEC algorisms coupled with k-ε turbulence model. Computed results indicate that the higher rotating speed of the fan results in higher non-uniform velocity and temperature distributions which in turn affect the packing materials. On the other hand, the increase of heating rod temperature does not increase the temperature gradient in the center of the tunnel under a fixed fan rotating speed. The uniformity of temperature distribution is strongly related to the rotating speed of the fan. Therefore, an optimal heating rod temperature coupled with the suitable fan rotating speed is the major factor of thermal shrinking machine.

中文摘要………………………………………………………………………i英文摘要………………………………………………………………………ii目錄……………………………………………………………………………iii圖目錄………………………………………………………………………….v表目錄…………………………………………………………………………ix符號說明……………………………………………………………………….x第一章 緒論…………………………………………………………………1 1.1 前言…………………………………………………………………….1 1.2 熱縮爐簡介…………………………………………………………….1 1.3 文獻回顧……………………………………………………………….2 1.4 研究動機……………………………………………………………….6 第二章 數學與物理模式……………………………………………………..7 2.1 熱縮爐流道模型……………………………………………………….7 2.2 基本假設………………………………………………………………8 2.3 統御方程式……………………………………………………………9 2.4 流體物理特性………………………………………………………11 2.5 邊界與起使條件……………………………………………………11 2.6 無因次參數…………………………………………………………13 第三章 數值方法……………………………………………………………14 3.1 數值模擬軟體簡介…………………………………………………14 3.2 離散化………………………………………………………………15 3.3 速度和壓力的偶合演算……………………………………………16 3.4 數值求解流程………………………………………………………17 3.5 收斂條件……………………………………………………………17 3.6 格點測試……………………………………………………………18 第四章 結果與討論…………………………………………………………19 4.1 研究內容……………………………………………………………19 4.2 改變風扇轉速對於熱縮爐內流場結構的影響……………………19 4.3 改變加熱管溫度的影響……………………………………………24 4.3.1 改變加熱管溫度對於熱縮爐內的流場溫度分佈的影響………24 第五章 結論與未來展望……………………………………………………27 參考文獻………………………………………………………………………29

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