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研究生:游純榮
研究生(外文):CHUN-JUNG YU
論文名稱:以ε-NTU法分析間接蒸發冷卻性能之研究
論文名稱(外文):Performance Analysis of Indirect Evaporatively-cooled Device by ε-NTU Method
指導教授:柯明村
口試委員:李佳言鄭鴻斌李文興
口試日期:2012-06-16
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:冷凍與低溫科技研究所
學門:工程學門
學類:其他工程學類
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:61
中文關鍵詞:間接蒸發式冷卻熱傳質傳ε-NTU法
外文關鍵詞:Indirect Evaporatively-cooled DeviceHeat transfermass transfer
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本研究經由空氣與水的熱質傳分析並以ε-NTU分析間接蒸發式冷卻模組材料之性能計算,間接蒸發式冷卻為採用絲瓜纖維模組,利用不同厚度5公分、10公分及15公分來分析其性能。
利用絲瓜纖維模組將吸水附在其表面,使其表面常保持濕潤狀態,其目的在使空氣經過間接蒸發冷卻模組時因水分子壓差與溫度差,而造成熱傳遞與質傳遞現象。
本模組實際安裝於氣冷式為實驗改善目標,於冷凝器前加裝間接蒸發式冷卻系統,利用水噴灑在不同厚度之材料,經由空氣通過,而造成蒸發冷卻,產生熱傳與質傳現象,使空氣溫度降低,緊接進入後方鱨管式冷凝器,使冷凝器性能提高,降低空調耗電量。
依所測所得之數據顯示,顯示其中以15cm厚絲瓜纖維模組有較好之性能,當日最大有2.95℃溫差效果,ε有效性(冷卻效率)為55%、NTU傳遞單位數為0.8%;其次為10cm厚絲瓜纖維模組。
經現場實際量測與ε-NTU之計算,求出熱傳遞係數h_C、質傳遞係數h_m、材料濕總面積A_s及各種熱傳數據,並經由現場實際量測,來分析絲瓜纖維模組不同厚度之性能差異,以求得最佳設計與尺寸。


In this study, heat and mass transfer analysis by air and water, and ε-NTU method were used to analyze the performance of the loofah fiber modules applied to indirect evaporatively cooled device. The thickness of respectively, the modules were 5, 10 and 15 cm.
Because the loofah fiber module can absorb water and keep its surface moist, it can cause heat and mass transfer phenomenon by the pressure of water molecules and the temperature difference as air flow through the indirect evaporatively-cooled device.
The module was installed in front of an air-cooled condenser for energy improvement experiment. Water was sprayed on different thickness of materials. As air flow though it, the module caused evaporative cooling, and heat and mass transfer phenomenon, so that the air temperature decreased. As the air entered the fin tube condenser immediately, the condenser performance was improved, and air conditioning power consumption was reduced.
In the measurement results, 15 cm thick of loofah fiber module had better performance, with maximum temperature difference of 2.95 ℃ in a day, effectiveness of ε (cooling efficiency) of 55%, and number of transfer(NTU) of 0.8%; the next was 10 cm thick loofah fiber module.
In actual measurement and ε-NTU calculation, the heat transfer coefficient(h_C), mass transfer coefficient(h_m), the total area of the material wet (A_s)and all kinds of heat transfer data was obtained. By analyzing the actual measurement to analyze the performance of the different thickness of loofah fiber module, the best design and size were obtained in this study.


中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 續論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 文獻回顧 5
1.4 論文架構 7
第二章 理論分析 8 2.1 絕熱飽和過程 8
2.2 空氣與水的熱質傳分析 9
2.3 間接蒸發式冷卻熱質傳係數 11
2.4 空氣與水接觸時之分析 13
第三章 實驗模組 16
3.1 間接蒸發式冷卻器 16
3.1.1 絲瓜纖維模組 16
3.1.2 灑水盤 18
3.2 間接蒸發式冷卻器之ε-NTU分析 20
第四章 實驗方法 21
4.1 實驗設備與方法 21
4.2 實驗設備之建構 24
4.2.1 量測方法與設備 24
4.2.2 空氣溫度、濕度之量測 25
4.2.3 空氣側流量之量測 26
4.2.4 循環水溫之量測 28
2.2.5 電功率之量測 29
4.3 間接蒸發冷卻器之計算 30
4.3.1 間接蒸發冷卻器之計算程序 30
4.3.2 間接蒸發冷卻器分析流程圖 31
4.3.3 間接蒸發冷卻器實例計算 32
第五章 結果與討論 35
5.1 使用ε-NTU比較不同厚度模組實驗結果 35
5.2 入口相對濕度對間接蒸發冷卻器之影響 50
5.3 間接蒸發冷卻器不同厚度對系統之影響 54
5.4 安裝間接蒸發冷卻器對系統之耗電之影響 54
第六章 結論 56
6.1 研究之結論 56
6.2 未來展望 57
參考文獻 58
符號彙編 60


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