2.1 前言
本研究主要在水洞中建構多孔型透氣材產生微泡的技術，然後利 用多孔型透氣材料產生微氣泡的方法來量測在有無氣泡噴出情況下 平板的阻力，並觀察在不同多孔透氣材料的孔徑大小及整個量測架構 擺放在空蝕水槽的位置其對減阻效果的影響。
2.2 實驗架構與步驟
本 實 驗 使 用 台 灣 大 學 造 船 及 海 洋 工 程 研 究 所 的 Kempf &
Remmers 之 K23 型循環式低速空蝕水槽，進行微氣泡減阻實驗。水 槽測試斷面為 43.5 公分×43.5 公分的正方形斷面，長度為 125 公分，
漸縮段流縮比為 2.85：1，測試段最高流速約可達每秒 5 米。測試段 斷面四周皆為可拆式的透明壓克力，以利於量測架構的安裝及觀察微 氣泡產生時的情形。水流在進入測試斷前先通過安置室及漸縮段，安 置室內有蜂巢式整流網，具有增加流場均勻度的功能，在流過各轉角 處均有引導葉片，以導順其方向。
實驗架構可分為氣槽區及量測區兩個部分：氣槽區主要是放置多 孔型透氣材料，利用空壓機再通過穩壓槽及調壓閥後將壓力穩定的氣 體注入氣槽中，透過孔徑不同的透氣材料來產生微氣泡。量測區的部
分主要是在光滑的測試平板中央裝設六向儀，固定六向儀的底座及四 個支撐的薄片，用此一架構來量測光滑平板在注入氣泡前後的阻力大 小 。 架 構 如 下 圖 一 所 示 。 多 孔 型 透 氣 材 料 材 質 為 球 青 銅 尺 寸 為 的透氣材料，本實驗所採用的多孔型透氣材其孔徑大小 分別為 1、10、100
190 120 6mm × ×
等 3 種用以來產生不同大小的微氣泡。
µ m
本研究將量測的架構分別架於空蝕水槽的上、下、側三個面，並 在每一個面上更換不同孔徑的透氣材料，透過空壓機及調壓閥來控制 空氣的流量用以量測不同孔徑材料所產生不同微氣泡對減阻效果的 影響。
實驗進行的步驟如下：
(1) 將量測架構裝置在所需量測的面上，其他的三面用透明的壓克力 板封住。
(2) 將空蝕水槽進水並慢慢加快流速以趕走原本水槽中多餘的空 氣，再減低速度至零使水槽內的水穩定即可開始進行量測。
(3) 量測無氣泡時，在不同流速下平板的阻力與 ITTC 及 ATTC 平板 阻力的比較。
(4) 調整調壓閥將空氣輸入氣槽中，慢慢增加空氣的流量並量測在有 氣泡噴入時的平板阻力。
(5) 變換不同的流速並重複(4)的量測。
(6) 變換不同孔徑的透氣材料再重複步驟(2)至(5)至此一面的實驗結
(2)平板在側面(Plate on side)
由圖 5-7 可知當流速越快的時候由於浮力的作用減小，使得氣泡 產生後比較可以貼近量測板的表面，所以減阻的效果比低速時來的 好，同樣也可以觀察到當孔徑較小的時候期減阻的效果較佳。
(3)平板在下方(Plate on bottom)
由圖 8-10 可知跟平板在上方相同的在各個孔徑下會產生一個最 佳的減阻速度大約是在 3.3m/s 附近。
由以上的實驗結果與討論可以得到以下的結果：
(1) 微泡減阻技術在平板上的減阻效果非常顯著，最好有 80%的減阻 效果。
(2) 空氣流量的增加會使減阻的效果增加，然後達到一穩定值，並沒 有阻力增加的現象。
(3) 用孔徑較小的透氣材減阻的效果比較好。
(4) 在平板在上方及平板在下方的情況下發現會有一個最佳的減阻速 度。
(5) 當為平板在側面時速度較快減阻的效果比好。