Abstract
摘 要本文以實驗方法及數值分析研究幾何參數(寬深比與擴張角)對射流流量計效能的影響。先針對流量計性能進行實驗，包括元件壓損量測、壓力擾動量暨頻譜分析，歸納穩定振盪範圍，並由頻譜之訊雜比歸納最後的適用範圍，然後以STAR-CD軟體模擬分析氣體流場，尤其是振盪器中壁面張角、分流器及回饋流道對流場振盪行為之影響。實驗分析接觸壁面張角對射流元件之影響，歸納出27o的設計感測範圍最大，且訊雜比也較佳。寬深比效應的研究研究結果顯示，低寬深比之設計增強射流流量計的敏銳度且縮短量測時間；高寬深比可提昇壓力擾動頻譜的訊雜比，但太高或是太低的缺點分別為流場易趨於不振盪與訊雜比不佳，所以寬深比1：10為本研究中最適當的設計。寬深比效應之振盪頻率與雷諾數關係可歸納成單一函數關係式：f = 0.4Re - 11.4 (Re > 650)，提供發展射流流量計流道結構之準則。數值模擬與實驗結果間的驗証建立在雷諾數與頻率的關係上，具有相當好的可信度。數值分析顯示振盪流場之特性為渦漩結構所主導，包括主渦漩、和其上游次渦漩輪替的運動，還有分流器與回饋流道間小渦漩的消長，使小渦漩產生閥門效應，控制回饋流的流量。進一步模擬張角效應對回饋流物理量(壓力、流速、質量分率等)所造成的影響，發現物理量隨振盪頻率增快而增大，但以張角27o者之回饋流對主噴流有最大趨動力。