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研究生:吳友德
研究生(外文):Wu, Yo-Di
論文名稱:太陽能真空管集熱器裝設偏斜導流板擾流器之性能研究
論文名稱(外文):The Study Of Performance Installing The Skew Spoiler In The Vacuum Tube Solar Energy Collector
指導教授:陳玟瑞陳玟瑞引用關係
指導教授(外文):Chen, Wen- Ruey
口試委員:吳煥文哈冀連賴昆男
口試委員(外文):Wu, Huan-WenHa, Chi-LienLai, Kuen-Nan
口試日期:2012-07-19
學位類別:碩士
校院名稱:遠東科技大學
系所名稱:電腦應用工程研究所
學門:電算機學門
學類:電算機應用學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:113
中文關鍵詞:全玻璃式真空管太陽能集熱器強制循環導流板
外文關鍵詞:all-glass vacuum tubesolar collectorsforced circulationguide- flow flat
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本研究主要以「全玻璃式真空管」作為架構。首先,把市售之太陽能集熱器,進行三維流場模擬分析,將數值模擬的結果呈現後,再針對結構做多種設計改良,「變更出入水口位置」,並設計「真空管中置入導流板」、「導流板上下偏心」等一連串的改良設計,將模擬結果做分析比較,以找出最佳化之設計參數組合。
  模擬結果顯示:改良設計之集熱器較原始模型效能高出23%。以高輻射量(700W/m2)來說,導流板長度0.9m之效能為最佳,其效能優劣順序為0.9m>0.6m>0.3m>變更出入口>原始集熱器。而在中輻射(500W/m2)與低輻射(400W/m2)時,導流板長度0.3m之效能為最佳。由上述結果可得知,透過以上之改良設計,可有效改善原始集熱器之缺陷,並使效能提升。

An all-glass vacuum tube is main framework in this study. The first, for the commercial solar collectors were analysed by the three-dimensional simulation of flow field, and showed the numerical simulation results for the structure to do a variety of design improvements. A series parameter for the outlet location changes, the vacuum tube placed in various guide flow pipe, and the increasing devices of turbulence flow were improved to design of simulation results analysis and to find the best combination of parameters. Simulation results show that the improved thermal efficiency of the collector than that of the original collector.
Simulation results showed that the collector performance than the original 23% at this design. Higher radiative intensity (700W/m2) and the guide flow flat length 0.9m which is the best efficiency. The performance order of 0.9m> 0.6m> 0.3m> change the entrance> the original collector. In the radiative intensity (500W/m2) and lower radiative intensity (400W/m2), the guide flow flat length of 0.3m of efficiency is the best. Above the results have improved and designed, which can improve defects of the original collector effectively.

致謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 ix
符號索引 xiv
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 太陽能熱水系統之構造與工作原理 4
1-3 研究動機與目的 5
1-4 文獻回顧 7
第二章 模型設備與研究方法 10
2-1 集熱器設備介紹 10
2-2 工作流體分析 12
2-3 改良設計 13
2-3-1 出入口設計 14
2-4 增加導流板設計 16
2-5 導流板偏心設計 18
第三章 數值模擬理論分析 20
3-1 理論分析 21
3-1-1 控制方程 21
3-1-2 統御方程式 22
3-1-3 熱通量轉換方程式 24
3-1-4 效率計算 25
3-2 三維網格生成 26
3-3 網格計算之影響 29
3-4 初始條件與邊界條件設定規劃 30
第四章 數值模擬設定 34
4-1 真空管管數之分析與選擇 36
4-2 格點數之分析與選擇 39
第五章 數值模擬結果 42
5-1 集熱器流場分析研究 44
5-2 原始集熱器內部流場模擬分析 45
5-3 集熱器進出口位置變更 51
5-4 集熱器內裝設導流板之分析研究 58
5-5 不同入口溫度及流量 75
5-6 導流板上下偏心設計之分析 87
5-7 集熱器改良之性能結果分析 108
第六章 結論 111
參考文獻 113
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