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 本文是透過實驗與模擬兩種方法對不同間距的雙鰭散熱片施加不同的壓力於強制對流的環境中進行探討，量測到溫度數據以迴歸分析的方式整理出對流熱傳係數，並進一步探討不同數量的鰭片對於鰭片部分熱量散失的影響。藉由調整電源供應器的功率和強制對流的風速，觀測溫度的數值變化並建立兩個變數間的關係，依照得出的關係式去推測環境不同的狀況下，鰭片表面附近的對流熱傳係數。要知道鰭片上散失的q_fin我們先將鰭片底座的熱損失扣除，依據q_fin和鰭片上的溫度T_fin的線性迴歸方程式把h ̅_fin轉變成T_fin的函數，進而獲得h ̅_fin的極值為β_1/A_fin 變化趨勢則是可以從β_1 T_∞+β_0求得，再利用Nu和Re比較各鰭片之優劣。根據實驗和模擬結果顯示，間距最寬雙鰭片在設定的六種風速下皆呈現對流熱傳係數最高的現象，間距最窄則都是最低的結果，其餘介於前述兩者間且數值都相當接近，對流熱傳係數的變化不大。在多鰭片探討鰭片散失之熱量得知：鰭片越多散失的熱量也越多，對流熱傳係數卻不一定隨鰭片數量增加而提升，所以鰭片的散熱不僅要考慮對流熱傳係數，也需要考慮鰭片散失熱量的多寡才周全。
 This study focuses on analyzing the convection heat transfer coefficient of a multi-fin heat sink with different fin spacings and numbers in a forced convection environment by the means of experimental and numerical methods.By adjusting the heating power and speed of the air flow, temperature variation is observed and recorded. In order to know the heat dissipation of the fin, we deduct the heat loss of the fin’s base and bottom block in advance. Then we establish a linear equation between q_fin and T_fin based on regression analysis. According to the obtained relation, we infer the convective heat transfer coefficient near the fin’s surface under different environment conditions.The experimental and simulation results show that the double-fins with the widest spacing has the highest convective coefficient. The narrowest spacing has the lowest. The others results are between the widest and the narrowest.When we discuss the heat loss of fins in multi-fin, we find that the more fins there are, the more heat is lost. However, the convective heat transfer coefficient does not necessarily increase as the number of fins increases. As a result, the heat dissipation of fins should not only consider the convective heat transfer coefficient, but it also needs to consider the amount of heat lost by the fins.
 摘要 I誌謝 XII目錄 XIII表目錄 XVIII圖目錄 XXIII符號說明 XXXIII第一章 緒論 11-1 研究背景 11-2 文獻回顧 31-3研究動機 71-4研究方法與流程 71-5-1實驗部分 81-5-2模擬分析部分 8第二章 理論基礎 102-1對流原理 112-1-1自然對流 112-1-2強制對流 122-2鰭片介紹與數學模型 132-2-1散熱片之簡介 132-2-2鰭片的數學模型 152-3熱接觸阻力 172-4螺絲鎖緊扭矩、螺絲拉力和鎖緊力關係 192-5迴歸分析 212-5-1最小平方法 222-5-2簡單線性迴歸之評估 23第三章 實驗介紹 303-1實驗模型 303-1-1散熱鰭片 303-1-2陶瓷加熱片 313-1-3冷卻風扇 313-1-4陶瓷斷熱片 313-1-5電木 313-1-6散熱膏 323-1-7流道 333-2實驗設備 333-2-1電源供應器 333-2-2溫度擷取器 333-2-3 冰點校正器 343-2-5 點焊機 343-2-6風速計 343-2-7 K型熱電偶 343-2-8電力計 353-2-9無段式扭力起子 353-2-10水準尺 353-3 實驗流程 363-3-1求扭力值和底部溫度之傳遞最佳化 363-3-2發熱功率和熱源溫度之關係圖 393-3-3計算由鰭片散出之熱量 413-3-4計算對流熱傳係數 42第四章 模擬介紹 584-1 COMSOL 軟體介紹 584-1-1選擇分析模組(Model navigator) 584-1-2建立幾何模型 584-1-3設定邊界與統御條件的參數 594-1-4製作初始化網格 594-1-5求解器求解 594-1-6後處理 604-2 系統環境參數設定 61第五章 結果與討論 675-1實驗結果 675-1-1求扭力值和底部溫度之傳遞最佳化 675-1-2電源功率與熱源溫度關係圖 695-1-3從鰭片部分散出去的熱量與鰭片溫度之關係圖 715-1-4鰭片部分之對流熱傳係數與鰭片溫度之關係圖 735-1-5利用無因次參數分析鰭片散熱情形 755-2模擬結果 785-2-1電源功率和熱源溫度關係圖 785-2-2從鰭片部分所散出的熱量和鰭片溫度之關係圖 805-2-3鰭片部分之對流熱傳係數和鰭片溫度之關係圖 815-2-4利用無因次參數分析鰭片散熱情形 845-3鰭片部分散失之熱量 855-3-1電源功率和熱源溫度關係圖 855-3-2從鰭片部分所散出的熱量和鰭片溫度之關係圖 875-3-3鰭片部分之對流熱傳係數和鰭片溫度之關係圖 885-3-4利用無因次參數分析鰭片散熱情形 89第六章 結論 178參考文獻 181
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 1 散熱鰭片擴散熱阻之分析 2 根據實驗溫度量測值估算矩形鰭片上之熱傳特性 3 應用渦流產生器於柱型散熱片熱傳 增強之研究 4 低風速狀態下鰭片之熱傳性能增強研究 5 單鰭鰭片下的熱對流係數分析 6 散熱鰭片模組最佳幾何形狀之設計 7 單鰭與雙鰭散熱片的對流熱傳係數分析 8 不同性能風扇對熱傳增強鰭片之性能研究 9 在自然對流下分析鰭片 10 應用雙壓電風扇組冷卻柱型散熱片之流場特性研究 11 反算設計問題於穿孔散熱鰭片孔徑最佳化之研究 12 傾斜檔板角度對平板型散熱片熱流特性之影響 13 強制對流冷卻散熱片熱流特性之量測與分析 14 連續型平板散熱片在不等根部溫度條件下二維散熱片效率之數值模擬 15 並列式板鰭管式熱交換器之熱傳特性預測

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