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研究生:洪政禧
研究生(外文):Hong, Jheng-Si
論文名稱:太陽能真空管集熱器裝設偏心導流板之性能研究
論文名稱(外文):The study of performance installing the eccentric flow-ducted 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:吳煥文林俊鋒賴昆男
口試委員(外文):Wu, Huan-WenLin, Jing-FungLai, Kun-Nan
口試日期:2012-01-17
學位類別:碩士
校院名稱:遠東科技大學
系所名稱:機械工程研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:114
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 circulationspoiler
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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。
關鍵詞:全玻璃式真空管、太陽能集熱器、強制循環、導流板

  In this study, the "all-glass vacuum tube" is a main structure. The first, commercial available solar collectors, three-dimensional flow field simulation analysis, the numerical simulation results apply to a variety of design for structural improvements, "Changed the position of outlet " and designed "vacuum tube into the diversion board "," diversion board under eccentric ", they have a series of improvements and designs. The simulation results of comparison and analysis under a optimal design parameter was identifyed best.
  Simulation results showed that the collector performance than the original 23% at this design. High radiation (700W/m2) and the deflector 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 radiation (500W/m2) and low radiation (400W/m2), the deflector 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.
Keywords: all-glass vacuum tube, solar collectors, forced circulation, spoiler


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
作者簡介 114

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