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電子控制式無段變速電動機車之性能分析

本文主要研究電動機車使用電子控制式無段變速系統(Electronically Controlled Continuously Variable Transmission, ECVT)做最佳換檔規劃，分析傳統皮帶式無段變速器(Continuously Variable Transmission, CVT)減速比換檔曲線與最佳化曲線之加速性能比較。傳統CVT換檔行程由於機械特性的限制，無法完全發揮主動控制的優點，讓馬達與變速器隨時保持在最佳的匹配狀態。 在減速比的設計上為求方便，將利用電腦軟體MATLAB/Simulink建構出電動機車的動態模型，並使用實驗方式量測馬達扭力、CVT效率、CVT減速比，提供模擬程式應用，來設計加速性能與最佳化曲線。 本研究利用模擬程式，模擬電動機車CVT系統加速性能，接著用實驗驗證模擬程式正確性。利用最佳化流程求得最佳加速性能與換檔曲線，並以實驗驗證模擬程式正確性。

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聲波振動甲烷擴散火焰合成奈米碳結構

本研究使用聲波振動之甲烷擴散火焰，探討聲波振動振幅和頻率對燃燒合成奈米結構的影響。實驗中使用噴流燃燒器，固定甲烷氣體流速V = 20 cm/s，藉由改變聲波振動振幅(功率P = 5、10、15 W)和頻率(ƒ = 0~95 Hz)，分析此兩參數對火焰型態、火焰高度、氣體平均溫度和火焰合成奈米結構的影響。實驗中於管口中心上方10 mm處，以純鎳網格做為觸媒和基板進行沉積取樣，取樣時間為2分鐘，再利用FE-SEM、HR-TEM、Raman spectroscopy進行奈米碳結構的分析。 火焰型態分析結果發現，聲波振動頻率調整過程，可觀察到兩個特徵型態，分別為自然耦合頻率(ƒN = 20 Hz)和系統共振頻率(ƒR = 90Hz)。火焰高度最高發生於低頻率(ƒN = 20~30Hz)，最短則發生於共振頻率(ƒR = 90Hz)，根部藍色火焰高度隨著頻率增加而隨之升高，氣體平均溫度亦是隨頻率增加而升高。當振幅增強時，根部藍色火焰隨著振幅增強而升高，但氣體平均溫度以及火焰長度並沒有受到振幅增強而有明顯影響。高速影像分析下可檢視甲烷擴散火焰受聲波振動後，在不同振幅和頻率參數下觀察到火焰型態細微變化，並且分析火焰型態是否有利於奈米碳結構之合成。 取樣分析結果發現，未承受聲波振動的甲烷擴散火焰無法合成奈米碳結構。聲波振幅會受到聲波振動功率的影響，當聲波振動功率P = 5 W、頻率ƒ = 20 Hz可發現奈米碳球生成，而ƒ = 70 ~ 95 Hz則可合成奈米碳管；而當聲波振動功率P = 10和15 W時，在頻率ƒ = 20 Hz，未發現任何奈米碳結構，但在靠近系統共振頻率附近時(ƒ = 70 ~ 85 Hz)，則可成功合成奈米碳管。比較不同聲波振動功率的結果發現低振幅(P = 5 W)比高振幅(P = 10和15 W)更有助於奈米碳管生成區間的擴展。使用HR-TEM檢視奈米碳管結構可觀察到中空直長和竹節狀兩種奈米碳管結構。

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新型摺疊式自行車設計

摺疊式自行車是具有摺疊功能以便於攜帶的自行車。基本上摺疊式自行車代步功能與一般自行車的使用性能完全相同，在外觀上摺疊式自行車較為輕巧，操作上也較靈活，是順應現代人的習慣及使用方便上而發展出的一種代步自行車。本研究目的是改良現有摺疊式自行車設計。在外型及收摺後面積最小化的設計前提下，設計一款新型摺疊式自行車。首先，分析現有摺疊式自行車車架的機構設計及自由度、考量外型及收摺後面積最小化條件下提出C型車架機構的構想、參考現有摺疊式自行車架構與尺寸後、再以CAD軟體繪製新型一款車架的自行車設計圖，進而利用ADAMS分析軟體對於本設計C型車架進行靜力分析、最後加工製作實體模型以驗證本設計的可行性。本研究成果設計出一款相較於同類型摺疊式自行車收摺後面積最小化的C型車架式摺疊式自行車。

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富氫製程氣與天然氣混燒之質能平衡理論分析

本研究之目的在於利用理論分析工業混燒煉油製程氣與天然氣的熱能轉換特性，來作為實務上混燒之參考依據。首先探討氫氣對於體積淨熱值、絕熱火焰溫度、燃料使用量、化學計量空氣需求量、及煙道氣排放量等重要參數對燃燒特性的影響，最後分析單燒和混燒煉油製程氣之加熱能力比。結果發現隨著煉油製程氣含氫比例越高，其絕熱火焰溫度也越高，但熱值越低。煉油製程氣與天然氣混燒時，伴隨著煉油製程氣混燒比例的增加，絕熱火焰溫度越高，且燃料體積流率也越大；但空氣體積流率卻隨著煉油製程氣混燒比例的增加而降低，且燃燒產物中二氧化碳與氮氣之生成率均隨著煉油製程氣混燒比例的增加而減少。最後，再更進一步探討是否預熱及增加過剩空氣，對煉油製程氣混燒後之燃燒特性與加熱能力比的分析。

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氫氣-甲烷同軸噴流擴散火焰之燃燒特性分析

本研究利用自由噴流和同心噴流擴散火焰探討氫氣濃度和外環空 氣速度對氫氣-甲烷混合燃料擴散火焰燃燒特性的影響。本文主要分成兩部分，首先探討自由噴流擴散火焰之富氫燃燒現象，結果顯示，火焰高度隨著內管流速增加而變高，且火焰高度隨著氫氣摻混比例增加而降低。當固定徑向距離為50cm時，輻射熱通量隨內管流速增加而變大，但隨氫氣摻混比例增加而降低。實驗量測得到的火焰高度與Roper(1977)及Altenkirch(1976)的經驗公式均相當吻合。 其次，探討不同氫氣濃度與外環空氣作用下的氫氣-甲烷混合燃料 噴流擴散火焰之火焰長度、火焰型態、火焰穩定性、火焰輻射和廢氣 排放。結果發現，噴流火焰長度會隨著外環空氣流速增加而變短；且 外環流速越大，火焰上飄(Liftoff)高度越高。此外亦發現氫濃度越高，火焰出現上飄與吹熄(blowoff)現象時的臨界速度也越大；亦即，摻混氫氣比例越高，火焰穩定性越佳。當固定徑向距離為50cm時，隨著外環空氣流速增加，輻射熱通量及輻射放熱率也隨之降低。另外，在固定內環燃料流速為12 m/s下，實驗量測氫氣摻混比例為20%、30%、40%、50%時之CO、CO2、NOX濃度，結果得到：隨著外環空氣流速增加，CO2和NOX濃度會隨之增加，但CO濃度卻會隨之降低。

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工業用乾燥機之保溫板隔熱效果改善及探討

本研究之目的在於提升工業用乾燥機保溫板的隔熱性能，以降低能源成本和工作環境舒適度。ㄧ般隔熱用保溫板多數採用鐵材外殼，裡面使用玻璃纖維棉。本研究探討保溫板厚度、形狀、材料和保溫棉密度四種參數對保溫板隔熱性能的影響。鐵材、玻璃纖維板和空氣的導熱係數分別為80.4、2和0.025 W/m-k。結果發現：保溫板由原本厚度10mm之外殼鐵板和內部填充玻璃纖維的組合，改為兩塊厚度5　mm之外殼玻璃纖維和內部填充玻璃纖維的組合，並於兩者中間隔開，利用空氣做為熱絕緣體；再把保溫板側邊的鐵板開設五個長條孔，使鐵板熱傳導的部分減少，其隔熱效果在八種不同保溫板設計中為最佳。

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操作參數對柴油引擎性能、燃燒特性與廢氣排放之改善研究

本研究探討輔助氣體對柴油引擎性能提昇及汙染抑制之影響，實驗進行各種參數如富氧濃度、富氫濃度、富氫/氧混合氣體濃度、廢氣再循環率及引擎負載等條件，研究在引擎穩態條件，各種參數變化對引擎性能及汙染排放之影響，同時進行微粒(PM10及PM2.5)之採集試驗。 研究結果顯示:市售超級柴油摻配不同比例之氫氣、富氧、氫氧混合氣時其最高汽缸壓力皆低於市售超級柴油(SD)，超級柴油添加氫氣時最高汽缸壓力有提前的趨勢，在各轉速額定負載下導入廢氣再循環率(EGR)10%具有最佳燃燒壓力改善效果。制動燃油能量消耗比方面: 1500rpm 100N-m EGR0%富氧柴油有最佳的改善率，約比SD減少3.54%。NOx排放方面:氫氣導入越多時會有下降的趨勢，其中以EGR20%配合氫氣預混合比6%有最佳改善率，約比SD減少47.13%，在黑煙排放方面:EGR0%時，氫氧柴油有較佳改善效果，其排放值低於SD約21.43%-50%，在微粒排放方面:加入氧氣4%改善效果最好，其PM10改善值約可比SD減少78.94%，PM2.5改善值約可比SD減少78.66%。產氫機在1500rpm 100Nm及2100rpm 100Nm時導入渦輪後端有最佳的bsec表現與SD相比最高可改善0.53%及1.63%。

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水-氧化鋁奈米流體在完全發展層流區域中流動和熱對流特性之數值研究

本研究係以數值模擬，測量水-氧化鋁奈米單相流體，流經一均勻加熱圓管，且已為充分發展的層流區域中，其壓降和熱對流係數等進行探討，並從古典及現存研究文獻之各項理論，去計算模擬值，進而與參考文獻值比較其間差異性。模擬結果顯示，採用Darcy方程式，對奈米單相流體摩擦係數的分析預測，與參考文獻之實驗數據，已獲良好的印證。然而，在0.3％的體積濃度的奈米流體，相較於純淨水，其熱對流係數提高了8％，其熱對流係數增強結果不能由Shah方程式預測而得。此外，模擬結果亦表明，熱對流係數更是較Shah方程式高出許多。因此，我們也討論了在靜態和動態條件下，對熱對流係數的各種影響，如奈米粒子分散的能量轉移，奈米粒子的遷移歸因於其黏度梯度，非均勻的剪切速率，布朗擴散等有助顯著提高奈米流體的熱對流係數。在尺寸分析和數值解的基礎上，我們可以瞭解到，在第一時間，流速剖面的扁平化，從整體性能，如奈米粒子濃度，因其黏度梯度大，可產生較大的導熱係數和黏度。在這種速度剖面的扁平化情況下，可視為熱對流係數遠超過流體本身的熱導係數的可能機制。

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背光模組導光板V溝幾何構型對輝度分佈影響分析

隨著液晶電視與行動筆電的日益盛行，因應面板大型化與薄型化的趨勢，結合LED之節能背光模組成為現階段的開發重點，故藉由光學模擬軟體，及精密模具設計的研發技術，使產品符合輕薄化、高輝度、高均齊度、低耗電、低成本之市場需求；背光模組(Back Light Module, BLM)中之導光板為液晶顯示器背光模組的重要元件，可控制液晶顯示器之光學輝度值大小與均齊度分佈，故要增加液晶顯示器光學輝度及均齊性，就須藉由導光板微結構作幾何設計來提高顯示器整體效率與準確性。 本文主要是針對LCD背光模組導光板表面V溝結構的設計對光學輝度分佈影響之研究，從所模擬出的輝度分佈圖上所求得的輝度值進行實驗。本文實驗分析中對於V溝之角度（θ）及間距（P）做了不同的改變，探討微結構改成V溝導光板所呈現的輝度分佈狀況。經由本文實驗結果顯示：不論V溝角度如何變化，若間距較大，整體的輝度分佈較為平均，但輝度值偏低。

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氫氣對汽油引擎之性能影響研究

本研究使用質子交換膜氫氣產生機，進行汽油引擎的除碳、助燃以及引擎污染排放之研究探討；期待提升車輛性能、降低車輛排氣汙染，並嘗試增加氫能替代燃料使用的可行性。 實驗計畫規劃為兩階段。第一階段將改裝汽油引擎進氣系統並與氫氣製造機銜接，利用導入氫方式清除燃燒室的積碳，第二階段則依引擎不同的負載條件下，導入不同比例氫以混合燃燒其測試結果並執行紀錄。 實驗結果顯示，積碳經過燃料加氫產生的高溫燃燒情形下，能夠有效清除表面積碳，且在除碳完後，各種廢氣排放皆比原始汽油來的低。引擎性能方面，由於氫氣能使引擎缸內燃燒較完全，燃燒效率變好，所以燃燒壓力、制動馬力會隨著氫氣導入量增加而增加，但在高負荷時的效果較差。廢氣排放方面，在低轉速低負荷時，容易因為混合汽過濃導致燃燒不完全，廢氣排放增加。隨著轉速提高，進氣量增加後，CO、HC、NOx下降，CO2上升。而在重負載高轉速時，燃燒間隔縮短，氫氣無法和空氣進氣充分做預混合，導致燃燒效率變差，CO、HC、NOx上升，CO2下降。