Experimental study on forced convection heat dissipation efficacy of concurrent flow of water/Al2O3 nanofluid through a mini- and micro-channel stacked double-layer heat sink

摘要

本研究以實驗量測的方式，探討使用純水或氧化鋁-水奈米流體在不同的流量比下流經一毫/微米流道疊置雙層熱沉與單層微米流道熱沉時強制對流之熱傳增益與壓降降幅。毫/微米流道疊置雙層熱沉是以在單層微米流道熱沉上疊置一毫米流道熱沉所組成。微米流道熱沉與毫米流道熱沉皆以無氧銅加工成形，在固定總寬度(14 4mm)的情況下，其微米流道熱沉具有24條長度50mm、寬度0 3mm、高度0 9mm的矩形流道，換算成水力直徑為0 45mm；毫米流道熱沉具有12條長度50mm、寬度0 8mm、高度2 4mm的矩形流道，換算水力直徑為1 2mm。實驗條件為固定總流量346 0、692 0和1038 0，是由單層微米流道熱沉之流道尺寸及入口溫度定義之純水物性在雷諾數500、1000和1500所得，並將總流量以不同比例通過毫/微米流道疊置雙層熱沉，其流量比為0 5、1 0、1 33、1 5、2 0、2 5、3 0、3 56；入口溫度設定為30度C；流體帶走總熱量為265W，由於加熱面面積為72cm2，因此加熱通量為38 6W/cm2。由實驗結果可以得知，毫/微米流道疊置雙層熱沉確實能夠大幅降低壓降，與單層微流道熱沉相比最大下降了93 49%；在熱傳增益方面，使用純水/0 5%之奈米流體有最大增益值76 47%，另外，本實驗也發現 之奈米流體具有較高的熱容以及熱擴散係數，這將導致壁溫無法壓抑，此原因也會在本文討論之。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Ching-Jenq Ho (Supervisor)