本文使用史特靈製冷機再生器量測平台，在溫度維持在攝氏100度與零下10度的固定溫度環境下，對單一與組合孔隙之再生器進行測試，分別以單吹與振盪流實驗，量測再生器之壓力差、流量與溫度分佈本研究採用300目、400目、500目單一不銹鋼網目，組合再生器分別採用三種網目300 / 400 / 500目、500 / 400 / 300目兩種排序，並對再生器進行流力與熱傳特性評估，其中以300 / 400 / 500目組合再生器之平均有效度0.988為最佳。

In this paper, the Stirling refrigerator regenerator test bench is used to measure homogeneous and hybid mesh regenerators’ pressure drop, flow rate and temperature distribution by sigle blow and oscillating flow test respectively, under a constant temperature environmen of 100°C and -10°C. Each homogeneous regenerator is made of a wire mesh number of 300 , 400 and 500. Two hybrid regenerators are made of the combination of three kinds of wire mesh numbers 300/400/500 mesh and 500/400/300 mesh in order.The flow and heat transfer characteristics of the regenerators are evalated. Among them, the average effectiveness of the 300/400/500 hybrid mesh regenerator is 0.988 as the best.

致謝	I
摘要	II
Abstract	III
目錄	IV
圖目錄	VI
表目錄	X
符號索引	XI
第一章 前言	1
1.1 研究背景	1
1.2 史特靈再生器	1
1.3 組合式再生器	3
1.4 再生器文獻回顧	5
1.5 研究方向	13
1.6 論文架構	15
第二章 理論架構	16
2.1 理論架構	16
2.2 再生器流力性質	17
2.3 再生器熱力性質	20
第三章 實驗方法	23
3.1 實驗設備改良	23
3.2 實驗設備	24
3.2.1 工作流體	24
3.2.2 浮子流量計	25
3.2.3 熱電偶	26
3.2.4 溫度資料擷取器	26
3.2.4 壓力傳感器	27
3.2.5 壓力資料擷取器	28
3.2.6 熱交換器	29
3.2.7 冷卻器	31
3.2.8 恆溫水槽	32
3.2.9 加熱器	33
3.2.10 電源供應器	34
3.2.11 波紋管	35
3.3 再生器與熱電偶製程	36
3.3.1 不銹鋼再生器製作	36
3.3.2 熱電偶製作	37
3.3.3 安裝熱電偶於再生器	38
3.3.4 校正熱電偶	40
3.3.5 溫度資料擷取器校正	40
3.4 實驗架構	44
3.4.1 單向流實驗設計	44
3.4.2 振盪流實驗設計	45
3.4.3 振盪流實驗步驟	47
3.4.4 振盪流實驗步驟	47
第四章 結果與討論	51
4.1 單向流實驗結果	51
4.1.1 單向流壓力降與流量之關係	51
4.1.2 單向流最大雷諾數Remax對摩擦係數ƒ之關係	52
4.2 振盪流實驗結果	54
4.2.1 振盪流再生器壓力降關係	54
4.2.2 振盪流實驗溫度穩態	57
4.2.3 各再生器氣體溫度趨勢圖	58
4.2.4 再生器對有效度ε 探討	60
4.2.5 再生器對振盪流冷卻端負載探討	61
第五章 總結與建議	62
5.1 結論	62
5.2 未來改進	63
參考文獻	64
附錄	68


圖 1.1材料溫度與體積比熱容	2
圖 1.2再生器材料溫度範圍	2
圖 1.3 300目SEM 10倍圖像	3
圖 1.4 400目SEM 10倍圖像	3
圖 1.5 500目SEM 10倍圖像	3
圖 1.6單一網目再生器	4
圖 1.7組合網目再生器	4
圖 1.8 Tanaka振盪流實驗設備	6
圖 1.9不銹鋼網目有效度與雷諾數關係圖	6
圖 1.10 Geon Tae Lee振盪流實驗設備	7
圖 1.11再生器與有效度不同頻率關係圖	7
圖 1.12再生器與壓力降不同頻率關係圖	7
圖 1.13各組再生器冷卻功率	9
圖 1.14組合再生器COP比較圖 (L1+L2+L3=52 mm)	9
圖 1.15組合再生器與冷卻功率比較圖	10
圖 1.16 Dingli Bao實驗示意圖	11
圖 1.17組合再生器填充數	12
圖 1.18再生器隨時間輸入功率比較圖	12
圖 1.19再生器隨時間冷卻比較圖	12
圖 1.20加熱端與製冷端熱交換器	13
圖 1.21熱電偶放置位置	14
圖 1.22 再生器完成品	14
圖 2.1不銹鋼網目結構	17
圖 2.2實驗氣體溫度示意圖	22
圖 2.3氣體與網目熱電偶位置圖	22
圖 3.1史特靈再生器量測機台	24
圖 3.2浮子流量計	25
圖 3.3溫度資料擷取器	27
圖 3.4壓力傳感器	28
圖 3.5壓力資料擷取器	29
圖 3.6冷熱端熱交換器	30
圖 3.7熱交換器安裝圖	30
圖 3.8 TEC致冷晶片	31
圖 3.9 TEC致冷晶片放置位置	31
圖 3.10恆溫水槽	32
圖 3.11水循環系統	32
圖 3.12電熱棒	33
圖 3.13電熱棒放置熱交換器位置圖	33
圖 3.14電源供應器	34
圖 3.15波紋管	35
圖 3.16刀模	36
圖 3.17再生器夾具	37
圖 3.18 K-Type熱電偶	38
圖 3.19工程塑膠再生器固定塊	39
圖 3.20再生器安裝熱電偶位置圖	39
圖 3.21溫度擷取器(安捷倫)	40
圖 3.22溫度校正熱電偶放置位置	41
圖 3.23恆溫箱	42
圖 3.24安捷倫儀器溫度與電動勢的關係式	43
圖 3.25 imc SPARTAN儀器溫度與電動勢的關係式	43
圖 3.26單向流量測平台	44
圖 3.27單向流實驗示意圖	44
圖 3.28史特靈再生器量測機台	45
圖 3.29振盪流實驗示意圖	46
圖 3.30 400目再生器三十分鐘洩漏測試	48
圖 3.31氦氣測漏儀無洩漏壓力	49
圖 3.32真空幫浦對實驗系統抽真空	49
圖 4.1單向流壓降與流量關係圖	52
圖 4.2最大雷諾數Remax對摩擦係數ƒ之關係	53
圖 4.3本實驗與其他論文之最大雷諾數與摩擦係數比較	53
圖 4.4各再生器100 RPM壓力降	55
圖 4.5各再生器100 RPM壓力降	55
圖 4.6各再生器300 RPM壓力降	55
圖 4.7各再生器400 RPM壓力降	55
圖 4.8各再生器500 RPM壓力降	56
圖 4.9各再生器600 RPM壓力降	56
圖 4.10各再生器700 RPM壓力降	56
圖 4.11 500/400/300目200 RPM再生器溫度穩態圖	57
圖 4.12再生器安置熱電偶示意圖	58
圖 4.13 300/400/500目氣體趨勢圖	58
圖 4.14 500/400/300目氣體趨勢圖	58
圖 4.15 300目氣體趨勢圖	59
圖 4.16 400目氣體趨勢圖	59
圖 4.17 500目氣體趨勢圖	59
圖 4.18再生器轉速與有效度分布圖	60

表 1.1再生器參數	3
表 1.2再生器結構參數	4
表 1.3 Tanaka再生器規格	5
表 1.4 Y.B. Tao組合再生器參數	8
表 3.1本實驗設計參數	35
表 3.2 各熱電偶恆溫箱中穩態溫度	42
表 3.3振盪流實驗相關參數	46
表 4.11再生器轉速與冷卻端負載	61
表 4.1 300目再生器雷諾數與摩擦係數參數	68
表 4.2 400目再生器雷諾數與摩擦係數參數	68
表 4.3 500目再生器雷諾數與摩擦係數參數	69
表 4.4 300 400 500目再生器雷諾數與摩擦係數參數	69
表 4.5 500 400 300目再生器雷諾數與摩擦係數參數	70
表 4.6 300目網目溫度參數	70
表 4.7 400目網目溫度參數	70
表 4.8 500目網目溫度參數	71
表 4.9 300/400/500目網目溫度參數	71
表 4.10 500/400/300目網目溫度參數	71

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