第四章 結果與討論
4.2 結果分析
表 4 - 1 顯示在不同的進口、出口壓力條件下實驗流率值與模擬流率值之比較 情形。可得知模擬流率值與實驗流率值比較之平均誤差為 7.98%,確認本研究分 析之合適性及準確性。
圖 4 - 4 至
圖 4 - 6 為無風扇之散熱罩在入口壓力 915.31755 Pa、出口壓力為 379.82565 Pa(與 當時大氣之壓差值)。
圖 4 - 4 為 Case1(無風扇)之速度向量圖。由圖 4 - 4 (a)顯示蝸殼入口為收 集氣流功能,其最大速度為 3.5 m/s。圖 4 - 4 (b)顯示當氣體流經風扇側之流場 變化情形,其最大速度為 5.25 m/s。圖 4 - 4 (c)顯示當氣體流經汽缸散熱葉片 區域,會形成兩條路徑分別為排氣管側與進氣歧管側。氣體經由進氣歧管側再流 至鏈條側,最後由鏈條側流至出口,因鏈條側的截面積變小導致速度變快,其鏈 條側最大速度為 12.3 m/s,而進氣歧管側最大速度為 8.75 m/s。另一條路徑則經由 排氣管側流至出口,其最大速度為 23.5m/s。
圖4 - 5為Case1之壓力分佈圖,圖中顯示散熱風罩的壓力分佈,不同的顏色代表 不同的壓力,其中紅色代表的壓力最高,其次是黃色,再來是綠色,藍色最低。
在蝸殼入口壓力最高,其次是風扇側,接著為進氣歧管側與排氣管側,再接著為 鏈條側,出口端管路區域壓力最低。
圖4 - 5 (a)顯示汽缸散熱葉片區域之壓力分佈圖,在鏈條側之區域,其最大壓力為 1170 Pa;在進氣歧管側,其最大壓力為1250 Pa;在排氣歧管側,其最大壓力為1140 Pa。
圖4 - 6為Case1之流線分佈圖。
圖4 - 6 (a)顯示蝸殼入口區具有收集氣流功能,經散熱罩將氣體傳導至出口,大部 份氣體被導入至風扇側,小部分被吸入至下方區域,形成渦流。
圖4 - 6 (b)顯示氣體流經風扇側時,氣體碰觸散熱鰭片時,導致風散側底部產生 渦流現象。
圖4 - 6 (c)顯示氣體進入汽缸散熱葉片區域,由風扇側中央處分成進氣歧管側與排 氣管側兩區域,第一區域為氣體流經排氣管側至出口端,第二區域為氣體流經進 氣歧管側,再由鏈條側流至出口端。
表 4 - 2 顯示機車具風扇及散熱罩之 Case1 與 Case2 在不同進口、出口壓差下
增加流量效率之模擬值,可得知 Case2 比 Case1 流量增加值平均為 2.79%。
圖 4 - 8 至
圖 4 - 10 為有風扇之散熱罩在入口壓力 915.31755 Pa、出口壓力為 379.82565 Pa 以及蝸殼入口風扇轉速為 6092.343 rpm 之模擬圖。
圖 4 - 8 為 Case2(有風扇)之速度向量圖。由
圖 4 - 8 (a)顯示風扇旋轉時葉面間產生的吸力導致蝸殼入口區速度產生改變,其 蝸殼入口區的最大速度為 19.3 m/s。
圖 4 - 8 (b)顯示當氣體流經風扇側之流場變化情形,其最大速度為 7 m/s。
圖 4 - 8 (c) 顯示當氣體流經汽缸散熱葉片區域,會形成兩條路徑分別為排氣管 側與進氣歧管側。氣體經由進氣歧管側再流至鏈條側,最後由鏈條側流至出口,
因鏈條側的截面積變小導致速度變快,其鏈條側最大速度為 13 m/s,而進氣歧管 側最大速度為 10.5 m/s。另一條路徑則經由排氣管側流至出口,其最大速度為 24 m/s。
圖4 - 9為Case2之壓力分佈圖。圖中顯示散熱風罩的壓力分佈,不同的顏色代表
不同的壓力,其中紅色代表的壓力最高,其次是黃色,再來是綠色,藍色最低。
在蝸殼入口壓力最高,其次是風扇側,接著為進氣歧管側與排氣管側,再接著為 鏈條側,出口端管路區域壓力最低。由
圖4 - 9 (a) 顯示汽缸散熱葉片區域之壓力分佈圖,在鏈條側之區域,其最大壓力 為816 Pa;在進氣歧管側,其最大壓力為940 Pa;在排氣歧管側,其最大壓力為911 Pa。
圖4 - 10為Case2之流線分佈圖。由
圖4 - 10 (a) 顯示蝸殼入口區具有收集氣流功能,經散熱罩將氣體傳導至出口,大 部份氣體被導入至風扇側,小部分被吸入至下方區域,但渦流不顯著。
圖4 - 10 (b) 顯示氣體流經風扇側時,氣體碰觸散熱鰭片時,導致風散側底部產 生渦流現象,與Case1(無風扇)相較下渦流現象更加顯著。
圖4 - 10 (c) 顯示氣體進入汽缸散熱葉片區域,由風扇側中央分成進氣歧管側與排 氣管側兩區域,第一區域為氣體流經排氣管側至出口端,第二區域為氣體流經進 氣歧管側,再由鏈條側流至出口端。
表 4 - 3 顯示機車具風扇及散熱罩之 Case2 與 Case3 在不同進口、出口壓差下 增加流量效率之模擬值,可得知 Case3 比 Case2 流量增加值平均為 0.92%。
圖 4 - 12 至
圖 4 - 14 為有風扇之散熱罩在入口壓力 915.31755 Pa、出口壓力為 379.82565 Pa 以及蝸殼入口風扇轉速為 6092.343 rpm 之模擬圖。
圖 4 - 12 為 Case3(風扇側內部流道導圓半徑 20°)之速度向量圖。
圖 4 - 12 (a)顯示風扇側內流道導圓半徑 20 之速度向量圖,並與 Case2 相較下氣 體流經風扇側的速度變為快,再加上導圓角改變導致流道更加平順,因此無產生
渦流現象,其最大速度為 17.5 m/s。
圖 4 - 12 (b)顯示當氣體流經汽缸散熱葉片區域,會形成兩條路徑分別為排氣管 側與進氣歧管側。氣體經由進氣歧管側再流至鏈條側,最後由鏈條側流至出口,
與 Case2 相較下,風扇側流速變快導致汽缸散熱葉片區域速度增快,其鏈條側最 大速度為 14 m/s,而進氣歧管側最大速度為 12.3 m/s。另一條路徑則經由排氣管側 流至出口,其最大速度為 24.5 m/s。
圖4 - 13為Case3之壓力分佈圖。圖中顯示散熱風罩的壓力分佈,不同的顏色代表 不同的壓力,其中紅色代表的壓力最高,其次是黃色,再來是綠色,藍色最低。
在蝸殼入口壓力最高,其次是風扇側,接著為進氣歧管側與排氣管側,再接著為 鏈條側,出口端管路區域壓力最低。
圖4 - 13 (a) 顯示汽缸散熱葉片區域之壓力分佈圖,與Case2相較下,風扇側流速 變快導致汽缸散熱葉片區域速度增快,因此汽缸散熱葉片區域壓力相對增大,在 鏈條側之區域,其最大壓力為820 Pa;在進氣歧管側,其最大壓力為968 Pa;在排 氣歧管側,其最大壓力為920 Pa。
圖4 - 14為Case3之流線分佈圖。由
圖4 - 14 (a)中顯示蝸殼入口區具有收集氣流功能,經散熱罩將氣體其傳導至出口,
與Case2相較下,蝸殼入口下方區域無渦流現象產生。
圖4 - 14 (b)顯示氣體流經風扇側時,顯示氣體流經風扇側時,因風扇側流道設計 為導圓半徑20度,所以氣體碰觸散熱鰭片時,未在風扇側底部產生渦流與Case2相 較下,導圓角改變導致流道更加平順,因此無產生渦流現象。
圖4 - 14 (c)顯示氣體進入汽缸散熱葉片區域,由風扇側中央分成進氣歧管側與排 氣管側兩區域,第一區域為氣體流經排氣管側至出口端,第二區域為氣體流經進 氣歧管側,再由鏈條側流至出口端。
表 4 - 4 顯示機車具風扇及散熱罩之 Case2 與 Case4 在不同進口、出口壓差下增 加流量效率之模擬值,可得知 Case4 比 Case2 流量增加值平均為 0.95%。
圖 4 - 16 至
圖 4 - 18 為有風扇之散熱罩在入口壓力 915.31755 Pa、出口壓力為 379.82565 Pa 以及蝸殼入口風扇轉速為 6092.343 rpm 之模擬圖。
圖 4 - 16 為 Case4(風扇側內部流道導圓半徑 40°)之速度向量圖。由
圖 4 - 16 (a) 顯示風扇側之速度向量圖,並與 Case2 相較下氣體流經風扇側的速 度變為快,再加上導圓角改變導致流道更加平順,因此無產生渦流現象,其最大 速度為 17.5 m/s。
圖 4 - 16 (b)顯示當氣體流經汽缸散熱葉片區域,會形成兩條路徑分別為排氣管 側與進氣歧管側。氣體經由進氣歧管側再流至鏈條側,最後由鏈條側流至出口。
與 Case3 相較下,風扇側流速變快導致汽缸散熱葉片區域速度較快,其鏈條側最 大速度為 16.5 m/s,而進氣歧管側最大速度為 21 m/s。另一條路徑則經由排氣管側 流至出口,其最大速度為 24.1m/s。
圖4 - 17為Case4之壓力分佈圖。圖中顯示散熱風罩的壓力分佈,不同的顏色代表 不同的壓力,其中紅色代表的壓力最高,其次是黃色,再來是綠色,藍色最低。
在蝸殼入口壓力最高,其次是風扇側,接著為進氣歧管側與排氣管側,再接著為 鏈條側,出口端管路區域壓力最低。
圖4 - 17 (a)顯示汽缸散熱葉片區域之壓力分佈圖,與Case3相較下,導圓角角度增 大使得流道更加平順,汽缸散熱葉片區域速度較快,因此汽缸散熱葉片區域壓力 相對較大,在鏈條側之區域,其最大壓力為822 Pa;在進氣歧管側,其最大壓力為
1010 Pa;在排氣歧管側,其最大壓力為962 Pa。
圖4 - 18為Case4之流線分佈圖。由
圖4 - 18 (a)顯示氣體流經風扇側時,顯示氣體流經風扇側時,因風扇側流道設計 為導圓半徑40度,所以氣體碰觸散熱鰭片時,風扇側底部無渦流現象產生,與Case3 相較下,無顯著差異性。
圖4 - 18 (b)顯示氣體進入汽缸散熱葉片區域,由風扇側中央分成進氣歧管側與排 氣管側兩區域,第一區域為氣體流經排氣管側至出口端,第二區域為氣體流經進 氣歧管側,再由鏈條側流至出口端。
表 4 - 5 顯示機車具風扇及散熱罩之 Case2 與 Case5 在不同進口、出口壓差下
增加流量效率之模擬值,可得知 Case5 比 Case2 流量增加值平均為 14.85%。
圖 4 - 20 至
圖 4 - 22 分別為散熱罩在入口壓力為 915.31755 Pa、出口壓力為 379.82565 Pa 以及蝸殼入口風扇轉速為 6092.343 rpm,鏈條側裝置導風管其入口速度為 29.27 m/s 之模擬圖。
圖 4 - 20 為 Case5(鏈條側裝置導風管)之速度向量圖。
圖 4 - 20 (a)顯示汽缸散熱葉片區域之速度向量圖。與 Case2 相較下,鏈條側裝 置導風管,其可增加氣體流量導致鏈條側速度增加,其最大速度為 54.4 m/s;再者 因鏈條側裝置導風管使得進氣歧管處動能下降速度變慢,其最大速度為 5.72 m/s。
圖4 - 21為Case5之壓力分佈圖。由
圖4 - 21 (a)顯示汽缸散熱葉片區域之壓力分佈圖。與Case2相較下,導風管之氣體 至鏈條側時,氣流速度增快,壓力相對增大,其最大壓力為1560 Pa;再者因鏈條
側裝置導風管使得進氣歧管處動能下降速度變慢壓力相對下降,其最大壓力為913 Pa。
圖4 - 22為Case5之流線分佈圖。
圖4 - 22 (a)顯示汽缸散熱葉片區域之流線分佈圖。與Case2相較下,鏈條側裝置導 風管導致鏈條處氣流速度增快,流場平順無產生紊亂氣流;再者因鏈條側裝置導 風管部分流體會流進進氣歧管側,使得進氣歧管處動能下降速度變慢,產生紊流。
圖4 - 22 (a)顯示汽缸散熱葉片區域之流線分佈圖。與Case2相較下,鏈條側裝置導 風管導致鏈條處氣流速度增快,流場平順無產生紊亂氣流;再者因鏈條側裝置導 風管部分流體會流進進氣歧管側,使得進氣歧管處動能下降速度變慢,產生紊流。