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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:辛晉溢
論文名稱:軸流式除油煙機流場模擬與噪音分析
論文名稱(外文):Analysis of Flow Field and Acoustic Noise for An Axial Flow Hood
指導教授:方俊方俊引用關係
口試委員:黃政鴻劉育成
口試日期:2016-07-25
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:電聲碩士學位學程
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:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:除油煙機電腦輔助工程分析ANSYS噪音
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台灣的廚房環境必備除油煙機,能減少油煙對廚房環境和人體健康造成的傷害,除油煙機的選擇上,排風量不一定越大越好,過大的排風量會帶走過多的熱量,影響烹飪的火候,也會產生過大的噪音,所以在兩者之間做一個取捨,我們選擇減少噪音,藉由犧牲一點排風量,達到減少噪音的效果。本論文目標在影響軸流式除油煙機系統排風量10%左右或者更少的情況下,降低整個系統的噪音2dB~3dB(約減少1.6倍聲壓到2倍聲壓),以達成現今軸流式除油煙機系統低噪音的條件。
使用電腦輔助工程分析軟體來分析軸流式除油煙機,了解其排風量和噪音之間的關係。首先量測軸流式除油煙機的實驗噪音值,使用ANSYS Workbench之Geometry建立除油煙機模型,利用ANSYS Workbench之CFX流場分析模組模擬流場及噪音,並與實驗值比較。發展出可以降低噪音的改善方法,例如,改變葉片外型、調整風扇大小、降低轉速、葉片數量、葉片傾角與改善蝸殼。
研究結果顯示,效果最好在風扇葉片傾角多10度,可以使除油煙機噪音值由61.66dB降低為57.98dB,整體降低3.68dB,排風量增加2.32%。
誌 謝 -------------------------------i摘 要 ------------------------------iiABSTRACT---------------------------iii
目 錄-------------------------------iv圖目錄-----------------------------vii表目錄------------------------------xi第一章導論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目標 4
1.3 文獻回顧 5
1.4 論文架構 7
第二章 基礎理論 8
2.1 流場統御方程式 8
2.2 流體音場統御方程式 12
2.3 數值計算方法 14
2.4 風機噪音 17
2.5 分貝(dB) 18
2.6 等響度曲線與頻率加權曲線 19
2.7 無響室與噪音計 22
第三章 量測和流場模擬流程介紹 27
3.1 除油煙機量測與結果 28
3.1.1 量測治具 28
3.1.2 量測方法 30
3.1.3 測量結果 32
3.2 流場研究方法與步驟 35
3.2.1 空氣域模型建構 35
3.2.2 模型網格建立 37
3.2.3 模型起始與邊界條件設定 41
3.3 模型前處理 45
3.3.1 中式除油煙機-葉片優化 45
3.3.2 中式除油煙機-風扇縮放 48
3.3.3 中式除油煙機-葉片數量改變 50
3.3.4 中式除油煙機-葉片傾角改變 52
3.3.5 中式除油煙機新蝸殼 53
3.3.6 中式除油煙機新蝸殼-風扇縮放 54
第四章 模擬分析結果 55
4.1 流場計算結果檢視 55
4.2 中式除油煙機-實驗值與模擬值比較 57
4.3 中式除油煙機-葉片優化 61
4.4 中式除油煙機-風扇縮放 63
4.5 中式除油煙機-1.05倍風扇縮放改變轉速 65
4.6 中式除油煙機-葉片數量改變 67
4.7 中式除油煙機-葉片傾角改變 69
4.8 中式除油煙機新舊蝸殼比較 71
4.9 中式除油煙機新蝸殼-改變轉速 75
4.10 中式除油煙機新蝸殼-風扇縮放 77
4.11 中式除油煙機新蝸殼-1.05倍風扇縮放改變轉速 79
第五章 結論與未來展望 81
5.1 結論 81
5.2 未來展望 83
參考文獻 84
1.Lighthill,M.J., “ On sound generated aerodynamically.I.General theory ”, Proc.Roy. Soc. London,Ser. A 211, pp.564-587, 1952 .
2.Zellwe,W. and Stang, ”Predtermination of Axis-Flow fans ”, Heizung -Ludtung-Hausthink. Vol.9,No.12,1957.
3.Zeller,W, “Conerning Mathematical Treatment of Nosie Behaviour in Fan for Air Conditioning Plants” ,VID-Berichte,No.38,1959.
4.Hübner, G.,“Nosie Generated by Centrifual Fans”, Siemsens-Z., NO.
8,1959.
5.Ffowcs Williams, J.E. , and Hawking, D. L.,“Sound generation by turbulence and by surfaces in arbitrary motion ” , Philos. Trans. R . Soc. London, Ser. A264, pp.321-342, 1969.
6.Lowson, M. V., “ The sound field for singularities in motion” , Proc. Roy. Soc. London, Ser. A 289, pp.559-572, 1965.
7.王俊傑,“抽油煙機之流場模擬與氣動噪音分析”,國立交通大學機械工程學系,97年。
8.楊淳守,“應用田口方法之渦流風扇噪音研究”,國立高雄應用科技大學模具工程系,97年。
9.陳俊宇,“筆記型電腦之噪音分析與改善”,國立台灣科技大學機械工程系碩士學位論文,102年。
10.陳奐中,“吊扇噪音於有限空間與無響室量測比較”,逢甲大學電聲碩士學位學程碩士論文,101年。
11.邱佑勳,“無油螺旋轉子壓縮機之流場模擬”,逢甲大學航太與系統工程學系碩士論文,103年。
12.邱銘杰,張英俊,藍天雄,“噪音振動之原理與應用”,ISBN 978-957-483-475-4,台灣東華書局。
13.杜功煥,朱哲民,龔秀芬,“聲學基礎” , ISBN 978-7-305-09778-2,南京大學出版社。
14.http://www.ansys.com/.
15.https://www.wikipedia.org/.
16.噪音計Bruel & Kjaer 2250 L-100。檢自:
http://www.bksv.com/.
17.無響室介紹。檢自:
http://www.earmp.fcu.edu.tw/wSite/ct?xItem=22857&ctNode=10426&mp=349101&idPath=6597_9754.
18.治具設計的概念。檢自:http://www.cimatron.com.tw/2014news/2014.07.21-1.htm.
19.噪音計介紹。檢自:
http://baike.baidu.com/view/1228279.htm.
20.除油煙機介紹。檢自:
http://www.twword.com/wiki/%E6%B2%B9%E7%85%99%E6%A9%9F.
21.馮丁樹。風機之噪音。檢自:
http://www.bime.ntu.edu.tw/~dsfon/FluidMachinery/Noise1.htm.
22.林啟修。淺談風扇之噪音控制技術。檢自:
https://www.ftis.org.tw/cpe/download/she/issue5/tec5_2.htm.
23.等響曲線圖。檢自:
http://202.114.32.200:8080/courseware/110403/11040311/temp/94.html.
24.頻率加權曲線圖。檢自:
http://ateeazuru.blogspot.tw/.
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