微熱交換器之設計與性能測試

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姓名

劉瑋輯(Wei-Chi Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

微熱交換器之設計與性能測試
(Design and Performance of Micro Heat Exchanger)

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摘要(中)

本實驗主要研究使用在液體冷卻系統中的熱交換器，在小體積之下，製作出熱交換器內部的微流道，在本研究中將已知之技術應用到微熱交換器，其中一開始設計方式為傳統矩形流道設計，而後考慮工業界廣泛使用之板式熱交換器，將板式熱交換器的山型紋導入微熱交換器的設計中，此外將使用於氣冷之Offset Strip Fin、Louver Fin，參考鰭片設計將其應用到液冷之微熱交換器上。微熱交換器之壓降與熱傳性能經由實驗測試皆已了解並討論。
在相同的泵動力下，中心對液體熱阻由低至高依序為：山型紋、Offset Strip Fin、Louver Fin、矩形流道，山型紋在高熱通量(100W)時，仍可以維持中心點溫度在70oC以下，但是在相同流量的情形下，山型紋壓降為最高，在熱傳能力與壓降限制下可以根據需求選擇型式。

摘要(英)

The main research of this thesis is the heat exchanger which use in the liquid cooling system. We manufacture micro-channel in the heat exchanger. In this thesis, we apply known technology to micro heat exchanger. At fast, we design traditional rectangle channel. And then, we consider chevron-type plate heat exchanger which use in industry. Using chevron-type into micro channel heat exchanger. Besides, we also consider Offset Strip Fin and Louver Fin of air cooling system, and apply fin type into micro heat exchanger.
Pressure drop and heat transfer coefficient of micro heat exchanger will experiment and discuss in this thesis. Under the same pumping power, the thermal resistance between central and liquid from low to high is：chevron, Offset Strip Fin, Louver Fin, rectangle. Under limitation of heat transfer or pressure drop , we may choose the type of micro heat exchanger.

關鍵字(中)

★ 山型紋
★ 微熱交換器
★ 微流道

關鍵字(英)

★ chevron
★ Offset Strip Fin
★ Louver Fin
★ Micro heat exchanger
★ Micro-channel

論文目次

目錄
頁次
摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
表目錄 vi
圖目錄 vii
符號說明 x
第一章、前言 1
1.1研究背景 1
1.2研究目的 3
第二章、文獻回顧 8
2.1 矩形流道熱交換器 8
2.1.1 單層式矩形流道熱交換器 8
2.1.2 多層矩形流道熱交換器 11
2.2 非矩形流道熱交換器 12
2.2.1 多孔材質熱交換器 12
2.2.2 多層式熱交換器 13
三、實驗系統與方法 21
3.1 微熱交換器設計 21
3.1.1 矩形流道設計 21
3.1.2 山型紋設計 22
3.1.3 OSF 設計 23
3.1.4 Louver Fin設計 23
3.2 微熱交換器製作 24
3.2.1 微熱交換器蝕刻 24
3.2.2 微熱交換器尺寸量測 25
3.2.3 微熱交換器接合 26
3.3實驗系統 27
3.3.1測試段 27
3.3.2測試系統 28
3.3.3實驗量測儀器與設備 28
3.3.3.1溫度量測 28
3.3.3.2 差壓測量 29
3.3.3.3 流量測量 29
3.3.3.4 資料擷取系統 29
3.4實驗步驟 30
3.5數據換算 30
3.5.1加熱瓦數(Heating Power) 30
3.5.2熱阻 31
3.5.3泵動力(Pumping Power) 31
第四章、實驗結果與討論 51
4.1 微熱交換器之壓降特性 51
4.2微熱交換器之熱傳特性 51
4.2.1微熱交換器的溫度分佈 52
4.2.1.1微熱交換器的流量對溫度分佈的關係 52
4.2.1.2 微熱交換器的加熱量對溫度分佈的影響 56
4.2.2 微熱交換器之熱阻 58
第五章、結論 76
參考文獻 79
附錄、實驗誤差分析 81

參考文獻

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指導教授

楊建裕(Chien-Yuh Yang)

審核日期

2006-7-17

推文