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研究生: 卓士淮
Cho, Shih-Huai
論文名稱: 加熱部與冷卻部面積對熱管氣相流場之影響數值模擬
Numerical Analysis on the Gas-Phase Flowfield of the Heat Pipe as related to its Evaporator and Condenser Surface Area
指導教授: 江滄柳
Jiang, Tsung-Leo
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 航空太空工程學系
Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: 數值模擬氣相流場熱管
外文關鍵詞: Numerical Analysis, Gas-Phase Flowfield, Heat Pipe
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  •   熱管具有高傳熱量與熱響應迅速以及構造簡單不需額外提供動力等特性,可稱之為熱的超導體。本論文已建立三維熱管之流場數值分析模式,並完成三維熱管之氣相流場數值模擬程式之建立,並以此程式分析不同參數組合對熱管氣相流場的影響,探討的參數包括:受熱面積的大小、作動溫度的高低、總熱通量的多寡。由數值模擬的結果可知,減少總受熱面積的大小將使的蒸發端每單位面積的入口流量增加,同時受熱的位置亦是直接影響內部流場性質分布的關鍵,但只要質流率一定,受熱面積的位置與大小對絕熱段的最大速度影響不大。而作動溫度的高低將影響流場的飽和密度,如在質流率一定的條件下,作動溫度愈高則流場飽和密度愈大且絕熱段的最大速度愈小。另外增加總熱通量將使蒸發端入口流速與絕熱段的最大速度亦同步加大。

      The heat pipe is a simple and power-free device that is characterized by a high heat transfer capacity and a short thermal response time. In the present thesis, the physical models for the flow analysis of a heat pipe have been formulated, and a newly developed computer simulation code has developed for the analysis of the three-dimensional gas-phase flowfield. The effects of various combination of parameters on the gas-phase flowfield of heat pipe have been explored. The parameters investigated include: heating area, working temperature, and total heat flux. The calculated results indicate that the decrease of total heating area leads to the increase of the mass flux in the evaporated region, and the heating position is also the key point on the distribution of flow properties. If the total mass flow rate is fixed, the effect of the heating position on the maximum velocity in the adiabatic region is insignificant. Under the assumption of saturated pressure in the gas flow, the increase of working temperature leads to the increase of density in the gas flow, resulting in the decrease of maximum velocity in the adiabatic region. The increase of total heat flux leads to the increase of velocity of inflow and maximum velocity in the adiabatic region.

    目錄 中文摘要 I 英文摘要 II 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VII 符號說明 XI 第一章 導論 1 §1-1前言 1 §1-2熱管發展歷史 2 §1-3文獻回顧 3 §1-4研究動機 7 第二章 物理與數學模式 8 §2-1真實熱管之物理現象 8 §2-2模型的基本假設與統御方程式 8 第三章 數值方法與格點系統 16 §3-1簡介 16 §3-2計算程序 16 §3-3格點系統 18 第四章 結果與討論 20 §4-1不同加熱面積對氣相流場的影響比較 21 §4-2不同的總輸入與輸出熱通量對氣相流場的影響比較 23 §4-3不同作動溫度對氣相流場的影響比較 25 第五章 結論與未來工作 27 參考文獻 30 表目錄 附表一 操作條件一覽表 33 附表二 AMD系列CPU發熱功率之演進趨勢 34 附表三 熱管的代表性作動流體之工作範圍 35 圖目錄 圖(1) 各種散熱方式之效率比較圖 36 圖(2) 實際熱管作動示意圖 37 圖(3) 熱管之YZ剖面示意圖 38 圖(4) 簡化之熱管氣相流場作動示意圖 39 圖(5) 熱管尺寸示意圖 40 圖(6) 三維格點系統圖 41 圖(7) 格點系統X-Y剖面圖 42 圖(8) 格點系統X-Z剖面圖 42 圖(9) Case1.初始三維流場速度分布圖 43 圖(10) Case1.三維流場密度分布圖 44 圖(11) Case1.三維流場壓力分布圖 45 圖(12) Case1. X-Z剖面入口流場速度向量分布圖 46 圖(13) Case1. X-Z剖面出口流場速度向量分布圖 46 圖(14) Case1.X-Z剖面流場速度分布圖 47 圖(15) Case1. X-Z剖面流場密度分布圖 48 圖(16) Case1. X-Z剖面流場壓力分布圖 49 圖(17) Case2.初始三維流場速度分布圖 50 圖(18) Case2.三維流場密度分布圖 51 圖(19) Case2.三維流場壓力分布圖 52 圖(20) Case2.近噴流區之X-Z剖面入口流場速度向量分布 53 圖(21) Case2.近噴流區之X-Z剖面出口流場速度向量分布 53 圖(22) Case2.近噴流區之X-Z剖面流場速度分布圖 54 圖(23) Case2.遠噴流區之X-Z剖面入口流場速度向量分布 55 圖(24) Case2.遠噴流區之X-Z剖面出口流場速度向量分布 55 圖(25) Case2.遠噴流區之X-Z剖面流場速度分布圖 56 圖(26) Case2.近噴流區之X-Z剖面流場密度分布圖 57 圖(27) Case2.遠噴流區之X-Z剖面流場密度分布圖 57 圖(28) Case2.近噴流區之X-Z剖面流場壓力分布圖 58 圖(29) Case2.遠噴流區之X-Z剖面流場壓力分布圖 58 圖(30) Case3.初始三維流場速度分布圖 59 圖(31) Case3.三維流場密度分布圖 60 圖(32) Case3.三維流場壓力分布圖 61 圖(33) Case3.近噴流區之X-Z剖面入口流場速度向量分布 62 圖(34) Case3.近噴流區之X-Z剖面出口流場速度向量分布 62 圖(35) Case3.近噴流區之X-Z剖面流場速度分布圖 63 圖(36) Case3.遠噴流區之X-Z剖面入口流場速度向量分布 64 圖(37) Case3.遠噴流區之X-Z剖面出口流場速度向量分布 64 圖(38) Case3.遠噴流區之X-Z剖面流場速度分布圖 65 圖(39) Case3.近噴流區之X-Z剖面流場密度分布圖 66 圖(40) Case3.遠噴流區之X-Z剖面流場密度分布圖 66 圖(41) Case3.近噴流區之X-Z剖面流場壓力分布圖 67 圖(42) Case3.遠噴流區之X-Z剖面流場壓力分布圖 67 圖(43) Case4.初始三維流場速度分布圖 68 圖(44) Case4.三維流場密度分布圖 69 圖(45) Case4.三維流場壓力分布圖 70 圖(46) Case4. X-Z剖面入口流場速度向量分布圖 71 圖(47) Case4. X-Z剖面出口流場速度向量分布圖 71 圖(48) Case4. X-Z剖面流場速度分布圖 72 圖(49) Case4. X-Z剖面流場密度分布圖 73 圖(50) Case4. X-Z剖面流場壓力分布圖 74 圖(51) Case5.初始三維流場速度分布圖 75 圖(52) Case5.三維流場密度分布圖 76 圖(53) Case5.三維流場壓力分布圖 77 圖(54) Case5. X-Z剖面入口流場速度向量分布圖 78 圖(55) Case5. X-Z剖面出口流場速度向量分布圖 78 圖(56) Case5. X-Z剖面流場速度分布圖 79 圖(57) Case5. X-Z剖面流場密度分布圖 80 圖(58) Case5. X-Z剖面流場壓力分布圖 81

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2002-08-20公開
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