平行/漸擴毫米流道熱沉內奈米相變化乳液強制對流熱散逸特性之實驗研究

Abstract

本研究以實驗量測方式，探究平行與漸擴毫米流道熱沉內奈米相變化乳液強制對流熱傳遞特性。實驗所使用之工作流體為純水與奈米相變化乳液，而奈米相變化乳液係利用超音波震盪1至2小時之製程，製作出懸浮於水中粒徑大小為130nm左右之相變化液滴。熱傳遞實驗所用之毫米流道熱沉係以無氧銅為材料，利用線切割機械加工技術，製造出各具八條長度50 mm流道之平行與漸擴型熱沉，兩熱沉之單位流道入口皆為寬為1 mm、高為1 5 mm之矩形截面，而漸擴型熱沉內各流道係其寬度呈線性增加方式至出口形成寬2 8 mm、高1 5 mm之矩形截面，各漸擴流道之漸擴角度為2 06°。本研究探討之相關參數與其變化範圍為：奈米相變化乳液質量分率= 2%、5%、10%；熱沉進口體積流量=60 cm3/min、180 cm3/min、300 cm3/min、420 cm3/min、600 cm3/min；熱沉底部加熱通率=3 2W/cm2、4 0 W/cm2、4 8 W/cm2。本研究所得熱傳實驗結果顯示，相較於純水，奈米乳液在適當的實驗參數條件下，奈米相變化乳液通過平行或漸擴流道熱沉均能有所效提升平均熱傳遞係數，其最大增益可達17 6%；此外，肇因奈米相變化乳液壓降相較於水呈巨幅上升情形，致使其流經平行或漸擴流道熱沉之壓降亦大幅劇增。由於其相較於平行流道熱沉之壓降上升幅度較小，利用奈米相變化乳液於漸擴型流道熱沉可具較高熱散逸效能指標(FOM)與性能因子(COP)。

Date of Award	2014 Aug 29
Original language	Chinese
Supervisor	Ching-Jenq Ho (Supervisor)