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研究生:張碩彥
研究生(外文):Shuo-Yen Chang
論文名稱:銅網式熱管之製程探討與最佳化設計之實驗分析
論文名稱(外文):The manufacturing process study of Copper Mesh Heat Pipe and Experimental Analysis of Optimization Design
指導教授:戴國政戴國政引用關係
指導教授(外文):Kuo-Cheng Tai
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:材料與製造工程所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:147
中文關鍵詞:熱管銅網製造最佳化設計
外文關鍵詞:heat pipeoptimization designcopper mesh
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中文摘要
本論文之研究重點主要是針對以200 網目的銅網作為毛細結構的熱管,進行製作流程的探討以及根據熱管之理論基礎利用熱性能實驗方法找出熱管之最佳化設計,另外一方面,探討熱管在筆記型電腦散熱模組上之應用設計,其中包括散熱模組的構成介紹以及散熱系統彼此間熱阻抗關係的公式推導。
在進行研究的過程中,吾人有效的利用製作熱管所需的儀器設備,成功的製作出出直徑ψ5 mm、ψ6 mm、ψ8 mm搭配不同長度的銅網式熱管,並且根據熱管理論基礎,針對銅網之孔隙率及滲透率進行最佳化充填水量之計算,最後吾人利用量測熱管用之熱性能實驗方法針對熱管的直徑、充填量,長度以及與市售溝槽及燒結毛細構造的熱管進行分析比較。
經過實驗結果比較發現當增加熱管的直徑時其熱傳性能會隨之增加,但是在增加熱管的長度時會降低其熱管熱傳性能,另外,實驗中發現熱管之充填水量有一最佳充填值當小於或大於該值時皆會降低其熱傳性能,經比較市售溝槽、燒結熱管及自製銅網熱管後,吾人發現熱傳性能以市售溝槽為最差而燒結熱管略優於自製銅網熱管,藉由熱管的性能實驗驗證自製熱管滿足其理論值,並配合理論基礎公式歸納出銅網式熱管的最佳化設計。
The research purpose of this paper mainly focus on the copper mesh heat pipe. Carry on the study of the manufacturing process and according to the heat pipe’s theories we use the heat transfer experimental method to find out the optimization design of heat pipe. Besides, investigating the heat pipe application of RHE module’s design in the notebook, includes to introduce the compose of RHE module’s design and based on the theories derivative formula of heat resistance by each parts of the thermal
dissipation system.
Among the research process, we used the manufacture equipment to manufacture the copper mesh heat pipe successfully that with diameter isψ5 mm,ψ6 mm andψ8 mm with different length, according to the heat pipe theory, we use the porous and osmolar of copper mesh to calculate the amount of water. At finally, we use the heat pipe experimental method to compare with the diameter, the amount of water, length and the
grooves and sintering heat pipe and analysis.
As an experimental result, we find out while increasing the diameter of heat pipe its performance will be going to increase, but if increasing the length will reduce its performance. Besides, according to the experimental result we find out the amount of water of heat pipe with the optimization value when the water is less or more will reduce the performance of heat pipe. Comparing with the grooves heat pipe, sintering heat pipe and copper mesh heat pipe, we find the performance of groove is the worst. The performance of sintering heat pipe is better than the copper mesh heat pipe. Using experimental method to approve the performance of the self-made heat pipe that could be satisfied with the theories and induce the optimization design of the copper mesh heat
pipe.
目錄
誌謝………………………………………………………..……………...I
中文摘要…………………………………….……………...………..…Ⅱ
Abstract……………………………………………..…………..……. Ⅲ
目錄……………………………………………………………….…… IV
圖目錄…………………………………………………………………VII
表目錄………………………………………..……………………... XIII
符號說明……………………………………….……………………..XIV
1. 緒論…………………………………..…………………..…………...1
1-1 前言……………..…....…………………………..…………..1
1-2 背景說明……………......………..…………..………..……..2
1-3 文獻回顧…………...……………...…..…...……….………..2
1-4 研究動機與目的...………………….……………..…..……..4
1-5 本文架構….……………………….…..………....…………..4
2. 熱管之設計理論……….……..……………………………...…….…7
2-1 熱管的構造說明……………………...………….…...……...7
2-2熱管之作動性能定義及優點說明…...……….…..….……...13
2-3 二相流理論.………………….…..………....…….………...17
2-4 毛細壓力之影響因素…..…….………….……….………...21
2-4-1 表面張力(Surface tension)…..…….....……………....22
2-4-2 滲透率(Permeability)………...…….……...………....24
2-4-3 接觸角(Contact angle)..…….…..…...…...……...…...24
2-5 熱管內部壓力之關係......…...........…....................………...25
2-6 熱管內部之最大熱傳量限制.................….......................... 30
3. 銅網式熱管之製作實驗與應用...………………..............................37
3-1 銅網式熱管加工實驗流程與規劃……..............................37
3-1-1 銅網式熱管之前製程加工技術..............................38
3-1-2 銅網式熱管之後製程加工技術..............................45
3-2 熱管測試樣件之充填水量計算......……............…............56
3-3 熱管內管壁應力的計算與模擬分析......……....…............59
3-4 熱管的應用...…..………………..……………..….............65
4. 熱管實驗方法與結果討論.............……………………....................72
4-1 熱管實驗設備之介紹............…......……………..............73
4-2 熱管之熱傳實驗.….........………...……..…....….............82
4-2-1熱傳實驗之方法及步驟......……….........................83
4-2-2熱阻之實驗結果比較....…………...........................88
4-2-3 最大熱傳量之實驗結果比較…....................…....101
4-3 熱管熱反應速度實驗…………………..…………...….112
4-4 實驗結果小結.............................……...…………......…117
5. 結論及未來展望……………………………..………….…..……..122
5-1 結論……………...……. …………………….…..………..122
5-2 未來展望…………………. …………….………...………124
參考文獻……………………. ………………..………….….………..127
作者簡歷……………………. ………………..………….….………..129
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