本研究製作與測試長300 mm，外徑6 mm，壁厚0.5 mm之不鏽鋼-水熱管與虹吸熱管，採用316 L不鏽鋼作為管殼體，使用200目銅網作為熱管內壁之毛細結構，以水為工作流體。以不同實驗傾角0°、10°、30°、90°，維持冷卻水溫度30 °C，輸入功率為10 W到180 W，觀察熱管的啟動與評估熱性能。結果顯示，除了虹吸熱管在水平狀態下無法啟動外，其他熱管皆可在操作條件下正常運作，熱阻值會隨輸入功率的增加而降低，熱管與虹吸熱管在垂角擺放測試時，其最低熱阻分別為0.172 °C/W 與 0.245 °C/W。

Stainless steel heat pipe and thermosyphon with 300mm in length, 6mm in outer diameter and 0.5mm thickness have been developed and test. The heat pipe was made of 316 L stainless steel and installed with a 200 screen mesh°Copper wick. The working fluid was water. Heat pipe start-up and thermal°Characteristics were investigated at different orientations with slopes of 0° , 10°, 30°, 90° and heat sink temperature was kept at 30 °C. The power input varied from 10W to 180W. It is shown that they°Can be operated in all test°Conditions except thermosyphon at inclination angle of 0°. The results revealed that thermal resistance decreased as the input heat load increased. The lowest thermal resistance of heat pipe and thermosyphon are 0.172 °C/W and 0.245 °C/W at inclination angle of 90°

中文摘要	I
英文摘要	.II
目錄	IV
圖目錄	VI
表目錄	VIII
第一章 緒論	1
1.1 研究背景	1
1.2 文獻回顧	2
1.2.1	虹吸式熱管	3
1.3 研究目的	11
第二章 理論基礎	12
2.1 熱管介紹	12
2.1.1	熱管工作流體之選擇	13
2.1.2	熱管作動之條件	15
2.1.3	熱管熱傳限制	15
2.2 虹吸式熱管介紹	18
2.2.1	虹吸式熱管形式	20
2.2.2	虹吸式熱管之優點	21
第三章 實驗設計與條件	22
3.1 熱管製備	22
3.1.1	熱管規格	22
3.1.2	工作流體之充填	25
     3.1.3  工作流體抽氣封入………………………………………………26
3.2 熱管測試設備……………………………………………………………...28
      3.2.1 熱管性能測試……………………………………………………33
      3.2.2 實驗步驟...……………………………………………………….33
第四章 實驗結果與討論	35
4.1 虹吸熱管(無毛細結構)……………………………………………………35
    4.1.1熱管的啟動………………………………………………………….35
    4.1.2不同角度下，不同加熱功率對溫度與熱阻之影響……………….35
4.2熱管(有毛細結構)…………………………………………………..………36
    4.2.1熱管的啟動……………………………………………….…………36
    4.2.2不同角度下，不同加熱功率對溫度與熱阻之影響……………….36
第五章 結論與建議	48
5.1結論………………..………………………………………………………..48
5.2未來建議…………..………………………………………………………..49
參考文獻	50
附錄一 熱阻分析	52

圖目錄
圖1.1  Gauglar提出的熱管與應用…………………………………………………..2
圖1-2 虹吸式熱管實驗架設圖	3
圖1 3 充填R-22與R134a之熱性能	4
圖1 4 充填水之熱性能	4
圖1 5 設備示意圖	5
圖1 6 恆溫槽與蒸發區溫度差異	6
圖1 7 恆溫槽與冷凝區溫差對整體熱傳係數之影響	6
圖1 8 密閉二相虹吸熱管實驗架設圖	7
圖1 9 密閉二相虹吸熱管內的溫度反應變化	8
圖1 10 在蒸發區溫度的變化	8
圖1 11 數值模型與實驗結果之比較	9
圖1 12 密閉二相虹吸式熱管尺寸示意圖	9
圖1 13 熱傳量與平均溫度之比較圖(A.R=7.45)	10
圖1 14 熱傳量與平均溫度之比較圖(A.R=9.8)	10
圖1 15 熱傳量與平均溫度之比較圖(A.R=11.8)	10
圖2 1 圖熱管作動示意圖	12
圖2 2 熱管熱傳限制示意圖	17
圖2 3 飛濺限制物理模型	17
圖2-4 虹吸管原理……………………………………..……………………………18
圖2-5 虹吸馬桶……………………………………………………………………..18
圖2 6 虹吸熱管作動示意圖	19
圖2 7 單管虹吸熱管	20
圖2-8 迴路式平行熱虹吸熱管	20
圖2 9 迴路式虹吸熱管	21
圖3 1 熱管	24
圖3 2 水的三相圖	26
圖3-3 工作流體抽氣封入示意圖	27
圖3-4 中溫管傳熱測試平台	30
圖3-5 控制系統畫面	30
圖3-6 測試平台	31
圖3-7 夾持構造之壓力計	31
圖3-8 流量計	31
圖3-9 測試平台之旋轉機構	32
圖3-10旋轉範圍±90°	32
圖3-11 設置完成圖	34
圖4 1 虹吸管測試角度0°	44
圖4 2 虹吸管測試角度10°	44
圖4-3 虹吸管測試角度30°	45
圖4-4 虹吸管測試角度90°	45
圖4-5 熱管測試角度0°	46
圖4-6 熱管測試角度10°	46
圖4-7 熱管測試角度30°	47
圖4-8 熱管測試角度90°	47
 













表目錄
表2.1 作動溫度與主要的作動流體….………………………………….…………...14
表2.2 水的典型特性…………………………………………………………….........14
表3.1 水的物理性質………………………………………………………………….23
表3.2  SS316L之性質……....………………………………….……………………23
表4.1  虹吸管測試角度0度…………………………………………………………37
表4.2  虹吸管測試角度10度……….………………………………………………37
表4.3  虹吸管測試角度30度…………………….…………………………………38
表4.4  虹吸管測試角度90度………………………………………….……………39
表4.5  熱管測試角度0度………………………………………..……..……………40
表4.6  熱管測試角度10度………………………………..….………..….…………41
表4.7  熱管測試角度30度………………………………………….….……………42
表4.8  熱管測試角度90度………………………………………….….……………43

[1]	R. S. Gaugler, “Heat transfer Device,” U.S. Patent 2350348 (1944).
[2]	G. M. Grover, “Evaporation-Condensation Heat Transfer Device,” U.S. Patent 3229759 (1966).
[3]	E. Schmidt, in: Proc. Instn. Mech. Engrs.,°Conf. ASME, London, 1951, pp. 361-363.
[4]	B. S. Larkin, “An experimental study of the two-phase thermosyphon tube”, 70-CSME-6(EIC-71-MECH 8) 14 (B-6).
[5]	M. Shiraishi, K. Kikuchi, T. Yamanishi, “Investigation of heat transfer°Characteristics of a two-phase°Closed thermosyphon”, Heat Recovery System &°CHP, 1, 1981, pp.287-297.
[6]	Y. Lee, U. Mital, “A two-phase°Closed thermosyphon”, International Journal of Heat Mass Transfer, 15, 1972, pp.1695-1770.
[7]	I. Sauciuc, A. Akbarzadeh, P. Johnson, “Characteristics of two phase°Closed thermosyphon for mediua temperature heat recovery applications”, Heat Recovery Systems &°CHP, 14 (7), 1995, pp.631-640.
[8]	Y. aminaga, N. O, Ito, “Transient behavior of a thermosyphon heat pipe under stepwise temperature and heat load°Changes”, in: Proceedings of 7th International Heat Pipe°Conference, London, 1981.
[9]	A. Faghri, M.°Chen, M. Morgan, “Heat transfer°Characteristics in two-phase°Closed°Conventional and°Concentric annular thermosyphons”, Transactions of ASME Journal of Heat Mass Transfer, 111 (3), 1989, pp.611-618.
[10]	H. Imura, H. Kusuda, O. Jun-ichi, T. Miyazaki, N, Sakamoto, “Heat transfer in two-phase°Closed-type thermosyphons”, Journal of Heat Transfer－Japanese Research, Vol.8 (2), 1979, pp.41-53.
[11]	H. Imura, K. Sasaguchi, H. Kozai, S. Humata, “Critical heat flux in a°Closed two phase-thermosyphon”, Journal of Heat Transfer－Japanese Research, Vol.8 (2), 1979, pp.41-53.
[12]	K. S.Ong, Md. Haider-E-Alahi, “Experimental investigation on the hysteresis effect in vertical two-phase°Closed thermosyphons”, Journal of Applied Thermal Engineering, Vol.19, 1999, pp.399-408
[13]	K. S.Ong, Md. Haider-E-Alahi, “Performance of a R-134a-filled thermosyphon”, Applied Thermal Engineering, 23, 2003, pp.2373-2381.
[14]	H. Farsi, J.-L. Joly, M. Miscevic, V. Platel, N. Mazet, “An experimental and theoretical investigation of the transient behavior of a two-phase°Closed thermosyphon”, Journal of Applied Thermal Engineering, Vol.23, 2003, pp.189-1912.
[15]	S. H. Noie, “Heat transfer°Characteristics of a two-phase°Closed thermosyphon”, Journal of Applied Thermal Engineering, Vol.25, 2005, pp.495-506.
[16]	M. K. Park, J.H. Boo, “Thermal Performance of a Heat Pipe with Two Dissimilar°Condensers for a Medium-Temperature Thermal Storage System”, Journal of Applied Science and Engineering, Vol. 15, No. 2, pp. 123-129 (2012).
[17]	A. Faghri, “HEAT PIPES: REVIEW, OPPORTUNITIES AND°CHALLENGES”, Frontiers in Heat Pipes (FHP), 5, 1 (2014).