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系統識別號 U0002-1808201111272800
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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[22]	詹前軒,「封閉迴路式震盪式熱管之穩態循環流研究」,碩士論文,淡江大學機械與機電工程研究所,民國九十九年。
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