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探討薄膜加熱器的特性,可從其本身材料、尺寸大小、表面粗糙度 以及厚度等加以改變,其對汽泡成長會造成不同的變化。對於加熱器材 料的影響之相關研究,Iida 等人[1]使用白金薄膜加熱器(0.1mm×0.25 mm

×0.25μm)施以快速加熱率(最大為 93×10 K/s),發現加熱器溫度和加熱6

器的電阻值有關。Avedisian 等人[2]使用商業用噴墨印表機內的鉭化鋁 (Ta-Al)加熱器(64.5μm×64.5μm×0.2μm)施以短脈衝週期加熱,結果顯 示具有非常高的加熱率(2.5×108K/s),並得知當加熱率增加,汽泡成核 溫度會隨之增加。Zhao 等[3]人同樣使用鉭化鋁(Ta-Al)薄膜加熱器(100 μm×110μm)探討核沸騰現象。將加熱器置於一層水下,施以短脈衝周期 快速加熱(約 13×10 K/s),他們用壓力變換器將測量汽泡擴散的體積轉 換,得到汽泡內部壓力最大值為 7bar。以上提到的加熱器材料都可提供 相當高的加熱率。

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Henry等人[4]研究白金陣列式加熱器的尺寸變化(0.65mm2

2.62mm 、7.29mm2)、於次冷態以及不同重力大小在核沸騰熱傳中的影

表面親疏水性之影響,他們將其沉浸在水中,其中並鑽以一孔洞,一邊 施以一低流速的空氣氣流,經由此孔洞內,觀察由此孔洞所產生汽泡成 長的變化。此篇論文中提到,汽泡體積會受到表面親疏水性的影響,當 表面由親水性變成疏水性時,汽泡體積在同一成長時間下會增加。

為探討面下方的加熱器方位的影響,Nishikawa等人[8]將加熱器置 於去離子水中,加熱器從水平向上加熱(Θ=0°)逐漸增加傾斜角度,直到 面向下方位(Θ=175°),他們發現熱傳係數會隨著加熱器角度增加而增 加。Nishikawa等人解釋此熱傳增強的效應是自然對流邊界層增加,而允 許汽泡成核可在較低過熱表面上發生。Peng等人[9]研究面向下表面接觸 汽泡的傳輸現象,他們分析觀察期間有三種不同的熱傳模式存在:單相熱 傳、噴流沸騰現象、完全發展核沸騰模式。2004年Passos等人[10]將加 熱板面向下置於次冷態以及飽和氟化物溶液中觀察侷限沸騰,液體溫度 狀態會影響侷限中熱傳係數的變化。2005年Passos等人[11]在FC72氟化 物中侷限沸騰的觀察實驗中,察覺狹窄空間中的沸騰結果引起有些小汽 泡以及一些合併後和變形的汽泡;當侷限高度為0.2mm和0.5mm時,在介 於經過小汽泡變形相繼合併後的汽泡和壁面之間,會有微液層的蒸發導 致汽泡會一直附著於表面,而在侷限高度為1mm和13mm時,會有獨立的汽 泡產生以及合併後的汽泡會從加熱器邊緣滑開。Savino等人[12]探討浮 力和表面張力對汽泡周圍的對流影響,發現在汽泡附近的對流會因為浮

力影響而有所限制,假使又有熱毛細力對流,汽泡初期會呈現震盪般的 不穩定現象。2007年Su等人[13]將不銹鋼加熱板置於大氣壓力下,將其 水平向下進行研究,他們的論文中提到:浮力在面向下的水平加熱板在 侷限空間中,對自然對流而言是當作一種阻力,然而加熱器在侷限空間 和非侷限空間中,其周圍液體的流動又會產生不一樣的情形。2007 年 Barthes 等人[14]探討汽泡向下方位成長時於次冷態溶液的影響,發現 汽泡成長時會在周圍產生震盪波動現象,如圖 1.1,因此得知在汽泡周 圍的熱狀況和重力有關。

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