應用晶格波茲曼法於攪拌槽之對流熱傳分析

Abstract

本文以晶格波茲曼法探討攪拌槽內一等溫高溫葉片在攪拌槽內運轉之流場與熱傳，討論雷諾數與葉片參數以及葉片運動方式對攪拌槽外壁之熱傳特性的影響。基於不可壓縮流體之假設，本研究適當的設定轉速以確保流場的適用性。研究結果顯示，具等溫外壁面之熱傳效益隨著葉片之運動方式而產生差異。 在本文中以三種葉片運動模式模擬流場行為： (一)等角速度旋轉：葉片以固定速率繞著中心點旋轉的運動。 (二)區間?動：葉片以固定振幅對於中心點的?動運動。 (三)?動旋轉：葉片以相異振幅對於中心點的?動並加入進程角度使其達到?動與旋轉的運動。 首先在相同水力直徑與雷諾數下比較不同葉片長寬比對於熱傳效益的影響，其結果為在相同水力直徑與雷諾數下改變葉片設計參數對於等角速度旋轉之熱傳效益並無差異。此乃因不同的葉片設計下，固定雷諾數所產生不同角速度，進而造成相同的熱傳效益；而在區間?動時，固定水力直徑與雷諾數下，葉片的最大半徑若越長，則熱傳效益越佳。主因為在區間?動時，當振幅達到最大限度，流體會因葉片阻擋而產生迴流區，進而達到混合效果。在葉片等角速度旋轉、區間?動、?動旋轉於相同葉片尺寸與雷諾數比較下，區間?動與?動旋轉之熱傳效益將大於等角速度旋轉，而區間?動與?動旋轉之比較又因?動旋轉有眾多設計參數可變更，故可藉由改變?動之振幅與前進速率比而獲得較佳熱傳效益。

Date of Award	2014 Aug 25
Original language	Chinese
Supervisor	Chieh-Li Chen (Supervisor)