第二章 實驗設計與配置
第二節 實驗配置
整體實驗之配置包含諸單元：(1)迫近流場之建立，(2)建築物模型之設置，
(3)煙流視現之配置，(3)追蹤氣體之排放設置，以及(4)濃度採樣系統之建置。
各配置單元敘述如下：
(一)迫近流場單元
於風洞試驗段入口處佈放三個高度 1.6m 之三角狀錐板，緊接其後於試 驗段地面處佈置尺寸 6x4x10 立方公分之粗糙元素，並以間隔 10 公分交 錯式排列，以形成紊流邊界層，做為迫近流場。紊流邊界層厚度 Zref = 1.70 m，自由流速Uref = 5.2 m/s。
(二)建築物模型單元
建築物模型以透明壓克力製成，長 10 公分，寬 10 公分，高度為 20 公 分。建築物模型各表面(前面、後面、左面、右面、上面)均設有採樣孔，
每一面設置 9 個採樣孔均勻分配在每一表面，以利濃度採樣之量測。
(三)煙流視現之配置
組合發煙設備，產生煙流，以導管引至風洞建築物模型前施放之，藉此 做為建築物上下游流場變化視現之觀察用。觀察之照明設備採用雷射光 源，並引雷射光將其射至柱狀鏡切光，形成雷射光頁(laser light sheet)，該雷射光頁即為觀察之照明光源。再使用單眼數位相機做連拍 照相，獲得建築物上下游流場變化之煙流視現(flow visualization) 照片。
(四)追蹤氣體單元
追蹤氣體單元之配置，其中追蹤氣體成分採用空氣與甲烷混合依體積 9：1 之比例調製。使用之甲烷氣體純度濃度值須在 99.9%以上，空氣則 使用一般空氣幫浦排放控制主要使用流量計來進行流量控制，其型式為 浮子型式流量計。
排放源之排放管為不繡鋼製成內徑為 D=0.42cm，外徑 0.5cm。該單元之 配置示意圖如圖所示 2-2。
圖22 追蹤氣體單元之配置示意圖 資料來源: 本研究整理
(五)採樣系統單元
採樣系統包含：(1)採樣管排：採氣管以不繡鋼薄管製成(內徑 0.3cm、
外徑 0.5cm)15 支並排其間隔 3cm 固定於長條形電木板上，形成管排，
藉以可定點採集水平或縱向剖面之追蹤氣體。(2)採樣氣袋：氣袋為 SKC 公司型號 232 系列空氣採樣袋，材質為 Tedlar(PVF)薄膜對氣體具不滲 透功效，及聚丙烯塑膠製進氣口接頭與矽膠隔塞的單一合併接頭，可提 供取樣及取出氣體以供分析之用，每袋容量為 3 公升。每次採集以七~
八分滿以利分析，並於濃度分析完畢後將剩餘氣體排出，並利用乾淨空 氣充入清洗兩次，以除去袋內剩餘之採樣氣體。(3) 氣體採樣幫浦：採 用 10-Channel 之蠕動式幫浦，最多可同時等速採樣 10 點氣體樣本，抽 氣量為 0~400ml/min。本實驗採用 350ml/min 之流量操作，每次採集約
(六)濃度採樣分析系統單元
該濃度採樣分析系統單元主要配置包含：(1)火焰離子偵測器(FID，
Flame Ionization Detector)：使用 China Chromatography 公司 GC9800 型 號 之 火 焰 梨 子 偵 測 器 。 其 穩 定 為 基 線 漂 移 ≤30 Vμ /15min ， 噪 音
νV
≤10 ； 溫 度 控 制 可 由 0oC~350±0.1oC ， 程 序 升 溫 速 率 min
/ 25
~ 1 .
0 oC ；FID 敏感度為Mt≤1×10−11(16 烷烴)，其中對甲烷反 應率高達 99%以上，誤差遠小於 1%。於實驗前進行校正，故可不必考慮 實驗所造成之誤差。(2)紀錄器：採用 SISC 公司之色層分析儀處理系 統，該系統紀錄 FID 輸出之訊號，其取點速率為 5.00 點/秒，實驗時間 為 0.9 分鐘。
整體實驗配置示意圖如下圖 2-3 所示。
圖23 整體實驗配置示意圖 資料來源: 本研究整理
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0.2 0.4 0.6 0.8 1
Velocity Profile
Experimental Data Power-law profile n=0.28