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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:李逸才
研究生(外文):Yi Tsai Lee
論文名稱:單佈性噴霧對熱板之冷卻研究
論文名稱(外文):Cooling of Monodisperse Spray on a Heated Surface
指導教授:王訓忠
指導教授(外文):Shwin-Chung Wong
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:單佈性噴霧
外文關鍵詞:Monodisperse Spray
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本研究討論噴霧液滴對熱板的冷卻行為,藉由霧化器產生不同直徑的單佈性噴霧,實驗觀察不同液滴大小、初始板溫、液體體積流率及表面粗糙度對噴霧液滴冷卻熱板行為的影響。
在固定噴霧錐角及噴霧出口與熱板距離,將單佈性噴霧噴在熱板上,記錄板面上特定點溫度隨時間的變化,並利用高速攝影機及CCD攝影機拍攝熱板表面液滴的汽化情形,以助於研判不同液滴條件下,汽化現象的差異。改變的參數有:液滴直徑(375μm、75μm、35μm、25μm)、初始板溫(80℃、100℃、120℃)、液體體積流率(66.7cc/min∼667cc/min)及熱板表面粗糙度(Ra=0.82μm、1.28μm)。實驗結果指出大液滴噴霧和小液滴噴霧的散熱效果差異很大,推測與其蒸發行為有關,而表面粗糙度、液體流量的大小及初始板溫的高低都會影響噴霧的冷卻行為;表面粗糙度越小,降溫速度越快;液體流量越大,散熱效率越佳,但存在一個臨界流量,當流量大於此值,因液膜較快累積,散熱行為反而變差;初始板溫越高(亦即表面熱通量越大),溫度下降越快,而最終平衡溫度也越高。

目錄
頁數
摘要……………………………………………………………………. Ⅰ
目錄……………………………………………………………………. Ⅱ
圖表目錄………………………………………………………………. Ⅲ
第一章 緒論 1
1.1 前言………………………………………………………………… 1
1.2液滴對熱板冷卻之文獻回顧………………………………………. 3
1.3 研究目的…………………………………………………………… 10
第二章 實驗架設 11
2.1 實驗量測架設………………………………………………………. 11
2.2 實驗步驟……………………………………………………………. 16
第三章 結果與討論…………………………………………………….. 18
第四章 結論與未來研究建議…………………………………………… 24
參考文獻…………………………………………………………………….26
附錄………………………………………………………………………….29
圖表目錄
頁數
表3.1不同孔徑下之整體液膜形成時的板溫……………………………. 31
表3.2不同孔徑下,熱板的初溫與末溫之關係…………………………. 31
表3.3不同孔徑下,液體流量與末溫之關係………………….………. 31
圖 1.1 液滴冷卻的優點…………………………………………………. 32
圖 1.2 Film boiling impact 示意圖………………………………….…. 32
圖 1.3噴霧頻率對液滴汽化的影響………………………………….… 33
圖 1.4不同的液膜型態下的冷卻行為……………………………….… 33
圖 1.5液滴的生命週期……………………………………………….…. 34
圖2.1實驗配置示意圖………………………………………………….. 35
圖2.2實驗配置之實物照片……………………………………………… 35
圖 2.3霧化器簡圖………………………………………………………… 36
圖 2.4實驗噴霧錐角定義………………………………………………… 36
圖 2.5利用PDPA量測噴霧直徑及速度示意圖………………………….. 37
圖2.6 PDPA工作原理示意圖……………………………………………… 37
圖 2.7高速攝影機………………………………………………………….. 38
圖 2.8 syringe pump 簡介………………………………………………… 38
圖 3.1液滴分佈圖(孔徑375μm)……………………………………… 39
圖3.2液滴分佈圖(孔徑75μm)……………………………………….. 40
圖3.3液滴分佈圖(孔徑35μm)……………………………………….. 41
圖3.4液滴分佈圖(孔徑25μm)……………………………………….. 42
圖3.5 整體液膜累積步驟圖………………………………………………. 43
圖3.6空氣流量(Qa)與量測點降溫曲線圖………………………………. 45
圖3.7液體流量(Qw)與量測點降溫曲線圖(孔徑75μm)……………… 46
圖3.8液體流量(Qw)與量測點降溫曲線圖(孔徑35μm)……………… 47
圖3.9液體流量(Qw)與量測點降溫曲線圖(孔徑25μm)……………… 48
圖3.10整體液膜形成之板溫…..……………………………………….… 49
圖3.11液體流量(Qw)與量測點降溫曲線圖(孔徑375μm)……………. 50
圖3.12噴霧直徑(D)與量測點降溫曲線圖(熱板初溫80℃)……………. 51
圖3.13噴霧直徑(D)與量測點降溫曲線圖(熱板初溫100℃)…………… 52
圖3.14噴霧直徑(D)與量測點降溫曲線圖(熱板初溫120℃)…………….53
圖3.15不同初始溫度(T0)之量測點降溫曲線(孔徑375μm)……………. 54
圖3.16不同初始溫度(T0)之量測點降溫曲線(孔徑75μm)……………….54
圖3.17不同初始溫度(T0)之量測點降溫曲線(孔徑35μm)……………. 55
圖3.18不同初始溫度(T0)之量測點降溫曲線(孔徑25μm)……………… 55
圖 3.19表面粗糙度的定義…………………………………………………..56
圖3.20兩塊加熱板不同的表面粗糙度……………………………………..56
圖3.21熱板表面粗糙度的影響(熱板初溫80℃)…………………………57
圖3.22熱板表面粗糙度的影響(熱板初溫100℃)……………………….. 57
圖3.23熱板表面粗糙度的影響(熱板初溫120℃)……………………….58

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