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研究生:吳宜儒
研究生(外文):Yi-Ru WU
論文名稱:以混凝土取代瀝青來模擬道路能源系統之研究
論文名稱(外文):A study to simulate road energy systems by replacing asphalt concrete with normal concrete
指導教授:陳建志陳建志引用關係
指導教授(外文):Chien-chih CHEN
學位類別:碩士
校院名稱:建國科技大學
系所名稱:土木與防災研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:道路能源系統熱能轉換可再生能源
外文關鍵詞:The Road Energy SystemsThermal Energy ConversionRenewable Energy
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在多元化能源系統裡,道路能源系統主要原理是由柏油路吸收太陽熱能將預埋在地下管線內的冷水加熱成溫水,在冬季能用來融冰、在夏季能降低道路溫度,在冷熱轉換皆會產生能量。因此本研究將混凝土置於屋頂作為研究的材料,嘗試將這套系統模擬屋頂混凝土以獲取能源。
本研究將使用一般屋頂常使用的混凝土材料代替道路能源系統的瀝青,縮小尺寸製作模擬屋頂混凝土之試體(70×70×10 cm3),試體內埋設紅銅管,而使用之管徑大小分別為5/16 inch、3/8 inch、1/2 inch;紅銅管長度分別為9公尺與18公尺。實驗時將試體放置於頂樓以獲取最大量的日曬,量測試體表、裡溫度及進出水口水溫,得知進出水口溫度差異並利用史特林引擎特性驗證發展新能源。
本研究實驗數據分析得知六種不同模組於同樣地點條件下,管徑為5/16"且長度為18公尺時所獲得的溫度差異最大,在溫差為6.7℃時便能夠轉動史特林引擎。雖然尚無法轉動實驗中的馬達,但實驗發現在溫差達到12.3℃時,史特林引擎轉速為158 RPM,當溫差回復到6.6℃時,史特林引擎轉速為90.9 RPM,可以知道本研究在對於熱能轉為動能上是可行的,而將動能轉為電能則需要更進一步的研究。
The main principle of the Road Energy Systems is the asphalt absorbs solar energy heating the cold water into hot water. It can be used to melt ice in the winter, to reduce the road temperatures in the summer. In both hot and cold weather, it will produce energy. This study used concrete and the copper tube as the study material, and tried to simulate the road energy system but replacing asphalt concrete with normal concrete.
The copper tube diameter used in this study were 5/16 inch, 3/8 inch, 1/2 inch, copper tube length were 9 meters and 18 meters, respectively. Concrete specimen is placed on the top floor, to get the maximum amount of sunlight. The temperatures at the surface and inside of the specimen, and the inlet and outlet water were measured. And using Stirling engine characteristics validate the development of new energy sources.
Analysis of experimental data, although still not rotate the motor, but the experiment found that when the temperature reaches 6.6 ℃, the Stirling engine speed is 90.9 RPM, the temperature reached 12.3 ℃, the Stirling engine speed of 158 RPM. In this study, you can know for thermal energy into kinetic energy is feasible, but will require further kinetic energy into electrical energy research.
誌謝 I
摘要 II
ABSTRACT III
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
壹、研究動機及目的 2
貳、研究範圍 3
第二章 文獻回顧 6
壹、能源 6
貳、混凝土 12
參、道路能源系統 14
肆、史特林引擎 16
第三章 實驗規劃與設計 19
壹、實驗原理 19
貳、實驗規劃 19
參、實驗流程 25
肆、實驗數據量測 33
第四章 結果分析與討論 38
壹、實驗數據收集 38
貳、實驗數據整理 39
參、實驗數據分析 40
第五章 結論與建議 52
壹、實驗結果 52
貳、結論 53
參、建議 54
參考文獻 56
附錄 58
附錄1 各管徑月平均溫度比較表 58
附錄2 各管徑氣溫比較表 64
附錄3 各管徑氣候比較表 82
附錄4 各管徑實驗時間比較表 85
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17.David Ferris,「Market for Deep Ocean Energy Heats Up」,http://www.forbes.com/sites/davidferris/2012/03/31/market-for-deep-ocean-energy-starts-to-heat-up/
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