PDF《国立交通大学》

73 图4-31(a) Θ=90°四端开放加热时液体补充情形

73 图4-31(b) Θ=90°?端封闭加热时液体补充情形

73 图4-32 Θ=0°,本实验与 Bergles[27]的池沸腾曲线

74 VII 符号?明 符号 物?意义 单位 A 面积 m2 D 直径 m T 温? ℃ L、Lc 长?或特徵长? m g 重?加速? m/s2 M ?体分子? kg/kmole ΔT 过热? ℃ Q 加热? W q 热通? W/m

2 rc、Rb 气泡半径 m k 热传导系? W/mk p 压? kpa hfg 、 ifg 潜热 kJ/kg h 热传系? W/m

2 G mass flux kg/m

2 t S 间隙大小 m R 气体常? kJ/kg?K Cp 定压比热 kJ/kg?K Bo Bond number = ( ) g f s ρ ρ σ ? 无Bl Boiling number = sV i qL g fg ρ 无VIII V=

2 /

1 ] ) ( [ f g f gD ρ ρ ρ ? Nu Nusselt number = k hL 无Pr Prandtl number = k Cp? 无ρ密? kg/m

3 μ 黏? kg/m s σ 表面张? N/m β 体积膨胀系? 1℃ ν 比容 kg/m

3 Θ 加热面与水平之夹角 radian 下标 b : 沸腾热传,气泡 c : 对?热传 cr: critical f、l : 液态 g、v : 气态 s : 起始沸腾 sat : 饱和?态 sub: 次??态 w : 壁面 ∞ : 与气泡温?相对的饱和?态 IX

第一章 绪? 1.1 研究背景与目的 随著半导体业的蓬勃发展,要求电脑的整体性能亦大幅的提N.由於半导体 制程技术?断的升级,在缩小晶片体积与面积的同时,导线与电晶体?却以倍? 成长.电子元件的几何尺寸缩小,增加讯号传输的速?,相对的增加内部电?传 输的阻抗及功?的消耗,然而功?密?的增高,使得单位面积内的消耗功?与热 通?遽增.在朝向缩小微电子元件的几何尺寸及提高工作效能这?个前提之下, 电子元件势必面?因高热通?所导致的高温,进而产生讯号干扰的问题.一般对 於微电子元件?却的解决方法,主要以风扇与散热鳍片产生强制空气对?与原件 做热交换,但受限於气体的热传系?较差,同时风扇本身会对元件讯号产生干 扰,故传统的空气?却技术已无法满足,所以应用介电液於电子元件散热是一种 较好的选择. 介电液被?用在电子散热方面主要原因为它是?起化学作用 、 无毒和极高介 电性强?的液体.最早使用浸泡式?却方式的纪?可以追溯到

1940 ?代末期, 应用在军用电子系统,但直到西元

1980 ?代人们才真正运用此技术?解决?位 电脑所带?高温的问题,如超级电脑 Cray-2 与ETA-10 皆以氟碳介电液 FC-77, ?用局部沸腾造成的强制对?,改善系统的高温问题.本?文是选用目前市面美 商3M 所开发出?的氟碳化合物 FC-72 作为工作?体,探讨此种液体在核沸腾区 域中的热传特性. 在许多高密?的平?印刷电?板之间和微小管道的散热问题 , 属於本?文所 欲探讨的狭窄空间的池沸腾机构 , 因为其热传现象?同於一般开放式的池沸腾机 构,所以有进一步研究的必要.而空间间隙大小与加热片角?是这个问题的?大 重要??.如图 1-1 即表示开放式沸腾、小间隙(四端开放)沸腾与小间隙(?端 封闭)沸腾的?同之处.开放式沸腾则是加热面上方开放,让气泡自由脱?;

小1间隙(四端开放)沸腾,则是上方为档板,下方为加热面,上下?板平?,气泡可 以由四端开放处逸出;

在小间隙(?端封闭)的沸腾实验中,我们在加热面上方加 上一档板,其中?端也有档板挡住,气泡可由其他?端开放处逸出. 本?文的研究目的主要是探讨 FC-72 在?端封闭小间隙空间中的池沸腾热 传特性,进而有效模拟电子原件微小化之后在小空间的散热问题,并同时比较在 ?同间隙与?同加热面角?的热传特性,如图 1-2 所示,上档板与加热面的距? 为S,加热面与水平夹角Θ分别为Θ=0°(水平) 、 Θ=45° 、 Θ=90°(垂直). 1.2 文献回顾 1.2.1 沸腾曲线