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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張耀庭
研究生(外文):Yao-ting Chang
論文名稱:利用流場分佈擺放水冷頭內之圓柱鰭片
論文名稱(外文):Using velocity distributions to design optimal arrangements of cylindrical fins in a water block
指導教授:王冠閔王冠閔引用關係
指導教授(外文):Kuan-Min Wang
口試委員:王冠閔
口試委員(外文):Kuan-Min Wang
口試日期:2015-07-10
學位類別:碩士
校院名稱:大同大學
系所名稱:機械工程學系(所)
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:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:溫度分佈流場速度分佈散熱鰭片水冷頭
外文關鍵詞:water blockheat finsvelocity distributiontemperature distribution
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近年來由於科技進步及大眾喜好,所有可攜式的電子商品甚至其它體積較大的3C產品都在與環保的概念做結合,用最有限的材料做出最精美、最高效能的產品,但不論是哪一類的產品,散熱一直都是很重要的課題,當你的產品使用時間越長溫度越高時,產品的效能極可能隨之降低,因此該研究方向也持續為大家所關注。
本論文主要在探討水冷散熱系統中,是否能以液冷流向、速度差異及溫度分布,來找出散熱鰭片最佳的擺放位置,使用的策略分為三個部分,第一部分跟第二部分以不同的進出口壓差,來探討散熱效率,第三部分則在與前兩部分同體積的情況下,增加散熱管的數量,四個為一組,再來比較三種策略的散熱效率,每一個部分均以最佳位置擺放、最高平均流速擺放全滿散熱管及最高流速一一擺放至全滿,此三種方式來比較,在此三種方式中我們可以發現最佳位置擺放所需模擬次數最多為276次,另兩種策略的模擬次數皆少於23次,三個部份的效能差距接近10%。
In recent years, with the advent of technology, most portable electronic goods or even larger volume of other 3C products are made in conjunction with the concept of environmental protection. In order to make the most beautiful, highest performance products with minimized material. While manufacturing the products, heat dissipation has been a very important issue. The temperature of the product will get higher when you use it for a long time. The effectiveness of the product is likely to be lower. So the research continued to be concerned for everyone.
The purpose of this thesis is to figure out the locations of heat fins in the liquid cooling system based on the velocity distributions, the temperature distributions and the direction of liquid cooling flow.
Placing strategies are designed focusing on two factors, pressure differences and quantity of pipes. We use different total pressure between the first part and the second part. The third part in the case of the first two parts of the same volume, increasing the number of heat pipe into four as a group. To compare three methods of heat dissipation efficiency ,we could find out which is the best.
Each section is placed in the best location, the highest average velocity , and with the maximum of the quantity of pipes that we placed one by one according to the highest velocity. We found that the optimal design needs 276 simulations, but the other two strategies are less than 23 times. The difference in the cooling performance between these three part is about 10%.
誌謝 I
中文摘要 II
英文摘要 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究目的與動機 1
1.2 文獻回顧 6
1.3 論文架構 9
第二章 數值模型與分析 10
2.1 基本模型設定 10
2.2 網格測試 15
2.3 統御方程式 19
2.4 邊界條件設定 20
2.5 平均值設定 21
第三章 模擬結果與討論 24
3.1 第一部分:進口端流速為0.1[m/s] 26
3.1.1 策略一:最佳化擺放 26
3.1.2 策略二:依流速分次擺放 34
3.1.3 策略三:依流速一次擺放 39
3.2 第二部分:進口端流速為0.075[m/s] 45
3.2.1 策略一:最佳化擺放 45
3.2.2 策略二:依流速分次擺放 52
3.2.3 策略三:依流速一次擺放 57
3.3 第三部分:進口端流速為0.075[m/s]同體積之散熱鰭片 62
3.3.1 策略一:最佳化擺放 62
3.3.2 策略二:依流速分次擺放 68
3.3.3 策略三:依流速一次擺放 73
第四章 結論與未來展望 82
4.1 結論 82
4.2 未來展望 83
參考文獻 84
[1]https://it.wikipedia.org/wiki/Waterblock

[2]趙谷峰,液冷散熱模組散熱效益之研究,國立成功大學工程科學系碩士班碩士論文,2004年

[3]C.W Chen, Optimum thermal analysis of a heat sink with various fin cross-sections and a micro-channel heat sink, for Ph.D. Dissertation Degree Department of Mechanical Engineering Tatung University, May 2008.

[4]買亞涵,微流道水冷散熱器之最佳化性能分析,國立台灣科技大學機械工程系碩士學位論文,2009年

[5]C.C Sung, The study of cooling effectiveness in a water cooled heat sink, Thesis for Master of Science Department of Mechanical Engineering Tatung University, June 2010.

[6]陳國銓,水冷頭水道的安排對於水冷散熱系統性能的影響”,大同大學,機械工程研究所,碩士論文,2008.

[7]林景泰,利用流速及溫度分佈進行圓柱狀散熱鰭片之最佳擺設,大同大學,機械工程研究所,碩士論文,2014

[8]Yu C-W., Webb R.L., “Thermal design of a desktop computer
system using CFD analysis” IEEE Semi-Therm Symposium, 2001

[9]王祟岳, “桌上型電腦散熱模組之參數分析”,中原大學,機械工程學系,碩士論文,2005.
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