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研究生： 陳世恆
Amos
論文名稱： 運作中平板熱管之冷凝區可視化觀察與量測
Visualization and Measurement for the Condenser in Operating Flat-Plate Heat Pipes
指導教授： 王訓忠
Wong, Shwin-Chung
口試委員: 許文震
簡國詳
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年： 2011
畢業學年度： 99
語文別： 中文
論文頁數： 45
中文關鍵詞： 熱管 、冷凝區
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    • 摘要
    本研究以可視化平板熱管，在不同的冷凝溫度、毛細厚度、工作流體量、工作流體下，觀察熱管冷凝區的凝結現象。並且量測冷凝熱阻。由於本實驗方法無法全然排除銅底板傳熱，使蒸汽在冷凝區前方即開始凝結，以20∘C作為冷凝水時發現並由於較大的溫差產生強烈的滴式凝結，而相對30∘C與40∘C冷凝水在相同瓦數下則在較靠近冷凝區發生較弱的滴式凝結。因冷凝位置與面積變動，本實驗所量測之冷凝熱阻僅具參考作用。採用不同毛細厚度但相同注水量時，凝結的液體在冷凝區尾端均會被拉升至最上層網，使得毛細較厚時其平均冷凝液膜厚度較大，提高冷凝熱阻。採用相同毛細厚度但不同注水量時，在相同瓦數下較多的注水量會有較大的平均液膜厚度，造成較高的冷凝熱阻。以甲醇作為工作流體時冷凝區並無滴式凝結，在冷凝區尾端的毛細層會被工作流體淹沒，而造成較大的冷凝熱阻。推論是由於甲醇的表面張力小，蒸發區毛細吸力較弱，使冷凝區聚集較多工作流體，且因接觸角為零度，以致形成淹沒毛細層的平坦液膜。

    第一章 緒論 6 1.1 研究背景 6 1.2 研究目的與動機 6 第二章 基礎原理與文獻回顧 8 2.1 熱管的工作原理..............................................................................8 2.2 熱管的熱阻........................................................................................9 2.3 影響冷凝區熱阻之參數...................................................................10 2.4凝結機制.............................................................................................10 2.5不可凝結氣體對冷凝的影響.............................................................11 第三章 實驗方法 .18 3.1 實驗設計...........................................................................................18 3.2 工作流體之去除不可凝結氣體.......................................................20 3.3 實驗架構與配置...............................................................................21 3.4 實驗步驟................................................. .........................................23 3.4.1 前置作業流程................................................. ........................23 3.4.2 實驗流程................................................. ................................23 3.5 實驗數據計算方式...........................................................................24 第四章 結果與討論 29 4.1去除工作流體中之不可凝結氣體………………………………… 29 4.2 不同冷凝溫度的觀察......................................................................30 4.3不同毛細厚度………………………………………….…..33 4.4不同工作流體量.....……………………………………………….…… 35 4.5不同工作流體……………………………………………………….…… 36 第五章 結論未來建議..................................... ....................................43 參考文獻…..............................................................................................45   圖表目錄 圖2.1 熱管內不同之毛細結構...............................................................13 圖2.2 熱管內部結構分布.......................................................................13 圖2.3 熱管中各部分溫差示意圖..........................................................14 圖2.4 滴式凝結與膜式凝結...................................................................14 圖2.5 冷凝面含有不可凝結氣體之壓力圖[4] .....................................15 圖2.6 不可凝結氣體對冷凝效果之影響[5] ........ ........ ................. .....15 圖2.7 不可凝結氣體對Nu之影響[6] .................. ................................16 圖2.8輸入不同量之不可凝結氣體對冷凝效果之影響[7]...................16 圖2.9固定不可凝結氣體而改變輸入蒸汽量對冷凝效果之影響[7]...17 圖2.10不可凝結氣體與腔體內不同壓力對冷凝效果之影響[7].........17 圖4.1不同去氣時間效果........................................................................38 圖4.2不同去氣溫度效果........................................................................38 圖4.3不同毛細厚度冷凝熱阻值............................................................39 圖4.4實驗腔體內區域定義...................................................................39 圖4.5不同毛細厚度內水膜厚度分布....................................................40 圖4.6不同注入工作流體量冷凝熱阻值................................................40 圖4.7不同工作流體量毛細內水膜厚度分布........................................41 圖4.8不同工作流體量毛細內水膜厚度分布........................................42

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