毫米流道熱沉內相變化材料奈米膠囊/奈米微粒懸浮液強制對流熱散逸特性之數值模擬

  • 郭 育惟

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究擬以數值方法針對奈米氧化鋁微粒∕相變化膠囊懸浮液於平行毫米熱沉流道內強制對流熱傳遞相關流動/溫度場特徵進行模擬分析,探討其對流熱散逸性能/效益。單一矩形毫米流道內三維流動場之數學模式係採用擬渦度-速度(Pseudo-Vorticity-Velocity)模式建構,並以有限差分/體積法建立離散數值模式。本研究所探討毫米熱沉底板厚度為5 0 mm,單一矩形流道之尺寸為:長50 0 mm、寬1 0 mm、高1 5 mm,且平行流道間隔板(鰭片)厚度為2 1 mm。數值模擬所考慮相關參數及其變化範圍為:奈米相變化膠囊懸浮液內含相變化材料體積分率, = 2%、10% (質量分率, 1 61%、8 05%);奈米流體內含氧化鋁體積分率, 2% (質量分率, 7 3%);進入單一流道之流體體積流量, =87 69~876 9 cm3/min ( = 200~ 2000);由熱沉底部所輸入熱通量, =10 W/cm2及20 W/cm2,。本研究所得數值模擬結果顯示:奈米相變化膠囊懸浮液在高流量及高濃度條件下流經毫米流道熱沉,相較於純水,可產生抑制壁溫及提升平均熱傳遞係數效益分別達2 3%與8 2%,並大幅降低熱沉之最大熱阻6 9%;至於奈米氧化鋁懸浮液,在低流量及高熱通量下流經毫米流道熱沉時,其壁溫抑制及平均熱傳遞係數增強之效益可分別達到2 6%及8 4%,且可致使熱沉之最大熱阻下降達4 8%。此外,奈米相變化懸浮液或奈米氧化鋁懸浮液,相較於純水,其黏度均呈大幅上升,導致所預測流經毫米熱沉時所致之壓降亦呈巨幅上升,可分別達4 5倍與1 5倍。
Date of Award2014 Sep 2
Original languageChinese
SupervisorChing-Jenq Ho (Supervisor)

Cite this

毫米流道熱沉內相變化材料奈米膠囊/奈米微粒懸浮液強制對流熱散逸特性之數值模擬
育惟, 郭. (Author). 2014 Sep 2

Student thesis: Master's Thesis