第一章 緒論
1.2 文獻回顧
1.2.2 加熱面角度對池沸騰的影響
加熱表面的傾斜角，對池核沸騰亦有顯著的影響。1984年
Nishikawa等人[7] 以銅片為加熱面在水中加熱作池沸騰實驗。發現 在低熱通量且在相同的表面過熱度之下，熱傳係數會隨著加熱面角度 由0°(加熱面向上)增加到 175°(加熱面向下)而增加，但是當高熱通 量時，角度對熱傳係數則沒什麼影響。
1996年 Chang以及You[8] 研究一個(10 × 10)mm光滑的銅加熱
面在 FC-72 中作池沸騰實驗，發現在核沸騰區時，當加熱面角度由 0°(加熱面向上)增加到 90°時熱通量會隨之增加，他們歸因於有效成 核址數目的增加。但是當角度大於 90°時，熱傳係數則會明顯地減 低，而這點卻跟 Nishikawa等人 的研究結果有差異，他們認為差異 性原因在於 Nishikawa等人 的操作是在減少熱通量過程中量測的數 據所致。
2003年 Mohamed等人[9] 以一個 10 × 10 mm表面光滑的銅加熱 面在 HFE-7100 介電液中、壓力為 0.085 MPa下作池沸騰實驗，發現 當θ≦90°且表面過熱度ΔTsat(ΔTsat =Tw −Tsat(Pt))>20K時，熱通量會隨 著角度增加而下降，若在低的表面過熱度時，則熱通量會隨著角度增 加而輕微的增加；而在θ＞90°且表面過熱度ΔTsat >13K時，熱通量會 隨著角度增加而明顯地下降，然而在低的表面過熱度時，熱通量的趨 勢則為不確定性變化。圖 1-1 至圖 1-3 所示的照片就是在不同角度 (θ= 0°、30°、90°、120°、150°、180°)以及不同次冷度
(ΔTsub =Tsat −T(Pt)= 0、10、30 K)之下的氣泡沸騰情況。由這些圖可 以觀察到，蒸氣在加熱表面的積聚會隨著次冷度的減少而增加，而這 也使得核沸騰熱通量以及臨界熱通量的降低，舉例來說，在ΔTsat = 20.7 K之下，在θ= 30°的飽和核沸騰熱通量為10 2
cm
W (圖1-2a)，
而在θ= 120°且ΔTsub= 30 K之下的熱通量則為19.16 2
cm
W (圖
1-2f)；同樣的，圖 1-1c 以及 1-1e 則分別表示在θ= 0°時ΔTsat= 20.1 K和 21 K，在不同的ΔTsub= 10K 及 30K之下，核沸騰熱通量分 別為 15.2 2
cm
W 和 19.91 2
cm
W ，而核沸騰熱通量隨著液體次冷度 的增加而增加，原因是加熱面表面積聚的蒸氣氣泡減少所致，同樣的 原理可以見 1-1a 比較 1-1e、1-2a 比較 1-2e、1-3a 比較 1-3e，
分別在θ= 0°、30°、90°情況下。相反地，在θ＞90°時，且在相同 的次冷度ΔTsub之下，當傾斜角度增加，則加熱表面的氣泡積聚物也會 增加，因此熱量無法順利移去而使得核沸騰熱通量的下降，由圖 1-1b、1-2b、1-3b 可明顯比較出來差異。
2005年 Priarone[10] 以一個高為 80 mm、上下兩邊底面面積為 7.07 c㎡的圓柱銅塊浸泡在 FC-72 液體中，下底面加熱而上底面為 沸騰觀察面之外其他部分則為絕熱狀態，進行不同角度加熱面的池沸 騰實驗。實驗結果發現在低熱通量時，隨著加熱面角度從 0°增加到 175°，會發現熱傳係數明顯地增加，這也證實了他的假設，就是當上 升氣泡掃過有角度的加熱面時使得熱邊界層的強迫移動而讓熱傳量 隨之增加；而在高熱通量時，0°到 90°的沸騰曲線會幾乎重合，而 90
°以上的(加熱面向下)熱傳係數會隨著角度增加而明顯地減少，這是 因為蒸氣氣泡因為浮力而積聚在加熱表面導致。而臨界熱通量則是在 0°時為最大值，0°~ 90°時緩慢的下降，90°以後則迅速的下降。