系統識別號 | U0002-1808201111272800 |
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DOI | 10.6846/TKU.2011.00659 |
論文名稱(中文) | 閉迴路震盪式熱管流動模式之實驗探討 |
論文名稱(英文) | Experimental studies of flow patterns in closed loop pulsating heat pipes |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 機械與機電工程學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Mechanical and Electro-Mechanical Engineering |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 99 |
學期 | 2 |
出版年 | 100 |
研究生(中文) | 洪啟翔 |
研究生(英文) | Hung-Chi Shiang |
學號 | 698371068 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2011-06-27 |
論文頁數 | 46頁 |
口試委員 |
指導教授
-
康尚文
委員 - 康尚文 委員 - 楊錫杭 委員 - 楊龍杰 委員 - 陳育堂 委員 - 林玉興 |
關鍵字(中) |
震盪式熱管 流動模式 |
關鍵字(英) |
pulsating heat pipe flow pattern |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
中文摘要 |
閉迴路震盪式熱管雖具有非常好的散熱效果,但熱傳原理複雜。為了更進一步了解其性質,本實驗以外徑6mm、內徑3 mm 之玻璃管製作9 個折彎總長1980mm 之震盪式熱管,為了使震盪式熱管更容易達到循環,故製作水冷系統並控制溫度在25℃,工作流體使用甲醇。在不同加熱功率 30、60、90、120、150、180W 參數下紀錄溫度和評估熱阻值。利用數位攝影機拍攝影片,分析記錄震盪式熱管內流體作動情形。管內流動模式可分為順轉、逆轉或震盪,由實驗發現,管內流動方向改變與管之溫度有明顯的關係。實驗結果顯示在輸入功率為180W 時,有最低的熱阻值為0.217(K/W)。 |
英文摘要 |
A Closed Loop Pulsating Heat Pipe (CLPHP) is a complex heat transfer device with a strong thermo-hydrodynamic coupling governing its thermal performance. This research utilized 6 mm outer diameter and 3 mm inner diameter glass tubes to manufacture 9 turns closed loop Pulsating Heat Pipe(PHP) with a total length of 1980mm. For achieving the loop circulation easily, a water cooling system kept at 25 ℃ was used as the condenser, and used methanol as working fluid. Experiment was conducted to measure temperature difference and to evaluate the thermal resistance under at a series change of power inputs (30W, 60W, 90W, 120W, 150W, 180W). A digital video camera was used to record the working situation of the working fluid inside the channel. The flow pattern can be categorized into clockwise, counter-clockwise and transition status. The results showed the flow direction of PHP was changed with the temperature difference of tubes. The lowest resistance is 0.217(K/W) at an input power of 180W in this study. |
第三語言摘要 | |
論文目次 |
目錄 致謝 I 中文摘要 II 英文摘要 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 VIII 符號說明 IX 第一章 緒論 1 1-1研究動機 1 1-2 文獻回顧 2 1-3 研究目的 10 第二章 理論基礎 11 2-1 震盪式熱管的介紹 11 2-1-1 震盪式熱管工作原理 11 2-1-2 震盪式熱管基本型態 13 2-1-3 震盪式熱管設計參數 13 2-2 管內的二相流型態 17 2-3毛細塊狀流特性 20 2-4熱通量與PHP運作的關係 21 第三章 震盪式熱管之製作及實驗架設步驟 23 3-1震盪式熱管之製作 23 3-2熱電偶線位置 26 3-3實驗周邊設備 27 3-4實驗步驟 32 第四章 實驗分析與結果討論 33 4-1 震盪式熱管之汽泡冷凝與結合分析 33 4-2 震盪式熱管溫度擷取點分析 34 4-3 震盪式熱管流動模式分析 38 4-4 震盪式熱管熱阻值分析 42 第五章 總結與未來建議 43 5-1總結 43 5-2未來建議 43 參考文獻 44 圖目錄 圖1-1 迴路式熱管示意圖[2] 2 圖1-2 KENZAN FIN 震盪式熱管概念開發產品[2] 3 圖1-3 震盪式熱管示意圖[2] 4 圖1-4 Wong震盪式熱管模組化示意圖[3] 4 圖1-5 Closed Loop PHP(玻璃)流場可視化示意圖[3] 5 圖1-6 Closed Loop PHP實驗模組示意圖[4] 5 圖1-7 震盪式熱管設計之邊界關係[5] 6 圖1-8 震盪式熱管趨勢圖[6] 6 圖1-9 PHP尺寸及可視化PHP之實驗架設[8] 7 圖1-10 不同方向之彎管處汽泡破裂情形(a)逆時針(b)順時針[8] 7 圖1-11 管壁粗糙度與汽泡結構圖[9] 8 圖1-12 震盪式熱管示意圖[11] 9 圖1-13 壓力與流體方向關係圖[11] 9 圖1-14 為新型式的震盪式熱管散熱模組[12] 10 圖2-1 PHP作動示意圖 12 圖2-2 三種PHP迴路的形式 13 圖2-3 震盪式熱管管徑2mm與1mm最大熱傳量的比較[13] 15 圖2-4 垂直上生管中的流場型態[14] 18 圖2-5 垂直管中汽液二相流流場型態[14] 19 圖2-6 汽水混合物通過U型管與倒U型管時的流場型態[14] 19 圖2-7 毛細塊狀流壓降分佈[15] 21 圖2-8 輸入熱通量與PHP 熱阻關係圖 [16] 22 圖2-9 輸入熱通量與PHP 運作關係圖 [17] 22 圖3-1 震盪式熱管詳細尺寸 24 圖3-2 冷凝端水冷示意圖 25 圖3-3 熱電偶線位置 26 圖3-4 溫度校正器LW-9049 27 圖3-5 真空幫浦GLD-201B 28 圖3-6 真空計 28 圖3-7 電源供應器LW-3650及LW-3650_R1 29 圖3-8 溫度擷取器 TempScan-1100 29 圖3-9 DV攝影機 29 圖3-10 恆溫水槽 30 圖3-11 水的三相圖 30 圖3-12 流量計 31 圖4-1 汽泡凝結圖 33 圖4-2 汽泡結合圖 34 圖4-4 熱電偶T1~T11位置分布圖 35 圖4-5 溫度趨勢圖 35 圖4-6 溫度趨勢圖 36 圖4-7 溫度趨勢圖 36 圖4-8 溫度趨勢圖 37 圖4-9 溫度趨勢圖 37 圖4-10 甲醇PHP各點平均溫度 38 圖4-11 震盪式熱管作動示意圖 40 圖4-12 25W 溫度趨勢圖 41 圖4-13 120W 溫度趨勢圖 41 圖4-14 150W 溫度趨勢圖 42 圖4-15 180W 溫度趨勢圖 42 圖4-16 甲醇PHP各加熱功率下熱阻值 43 表目錄 表2-1 不同工作流體理想範圍 15 表4-1甲醇PHP各點平均溫度 38 表4-2 甲醇PHP各加熱功率下熱阻值 43 |
參考文獻 |
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