第三章 實驗結果與討論
3.2 實驗數據整理與分析
3.2.1 本實驗與其他文獻初步驗證
( t
sat P
T ：總壓力所對應的飽和溫度，本實驗總壓力保持一大氣壓，
故Tsat 為 56.6 ℃。
3.2.1 本實驗與其他文獻初步驗證
圖 3-2(a) 為水平開放加熱面的實驗結果圖。縱軸為熱通量
"
q 、橫軸為過熱度ΔTsat，將其遞增熱通量的數值繪於圖上。由此圖 可觀察到池沸騰實驗一開始的流體為自然對流的單向熱傳，當到了過 熱度時由於氣泡開始大量產生，從加熱面脫離帶走大量的熱，熱傳係 數增高，使表面過熱度有時會有突降的現象，此種現象稱為溫度超越 (Temperature Overshoot)，而此時的過熱度則稱為起始過熱度ΔTs， 對某一流體其起始過熱度並非為一定值，You等人[17] FC-72 的核沸 騰熱傳中提到 FC-72 的起始過熱度分布於 19.2°C到 50.5°C之間。
在起始過熱度之後隨著熱通量的增加，其過熱度增加的大小維持在相
當小的範圍，一直到臨界熱通量CHF(Critical Heat Flux)的發生則 實驗結束，若表面熱通量超過臨界熱通量時，沸騰模式將由核沸騰轉 為薄膜沸騰，熱傳遞係數將由一極大值降至一極小值，使得表面溫度 跳升到一個相當高的數值，通常會導致加熱體的燒毀。
為了增加此實驗結果的準確性，我們與 You等人在1996年[15]
所做的池沸騰實驗結果作驗證。本實驗所使用的液體為 FC-72，壓力 為一大氣壓，測試面為 10 mm × 10 mm 的光滑銅片，氣體次冷度是 0 K及 30 K。You等人[15] 利用 FC-72，壓力在 1 大氣壓及 3 大氣壓 下，測試面為 5 mm × 16 mm 的光滑銅片，氣體次冷度為 0 K至 80 K 做池沸騰實驗。圖 3-2(a) 為本實驗所做的沸騰曲線圖，圖 3-2(b) 為 You等人 所做的池沸騰曲線圖。在圖 3-2(b) 中，我們所要比較 的曲線為 R10、R12 在 1 大氣壓下，氣體次冷度分別是 0 K(Cg = 0)、20 K(Cg = 0.0029)的沸騰曲線。
飽和狀態時，如圖 3-2(a) 所示，本實驗的起始沸騰在壁面過熱 度 20.96 K(q ''ONB = 12.76 2
m
kW )，如圖 3-2(b) 的R10，You等人 的起始沸騰大約在 20 K(q ''ONB = 18 2
m
kW )，顯示本實驗的起始沸 騰壁面溫度與 You等人 的起始沸騰壁面溫度相近。本實驗的核沸騰 區大約在過熱度 20 至 50K 之間，而 You等人 的大約在 20 至 40K 之間，顯示本實驗的核沸騰區壁面溫度比 You等人 略高。本實驗的
臨界熱通量為 224 2
m
KW (ΔTsat = 50 K)，You等人 的臨界熱通量 為158 2
m
KW (ΔTsat = 35 K)，所以本實驗的臨界熱通量比 You等人 的高。
在次冷度 20K 時，如圖 3-2(a) 所示，本實驗的起始沸騰在壁 面過熱度 14.5 K(q ''ONB = 27.25 2
m
kW )，如圖 3-2(b) R12的起始 沸騰大約在 16 K(q ''ONB = 30 2
m
kW )，本實驗的的起始沸騰壁面溫 度比 You等人 的起始沸騰壁面溫度略低。本實驗的核沸騰區大約在 過熱度 20 至 45K 之間，而You等人的大約在 20 至 40K 之間，顯 示本實驗的核沸騰區壁面溫度與 You等人 的數據相當接近。本實驗 的臨界熱通量為281 2
m
kW (ΔTsat= 42.37 K)，You等人 的臨界熱通量 為 213 2
m
kW (ΔTsat= 39 K)，所以本實驗的臨界熱通量也比 You等人 的高。
比較本實驗與 You等人 的結果，起始沸騰壁面溫度都會隨著氣 體次冷度的增加而降低，而臨界熱通量也隨著氣體次冷度的增加而增 加，只有在低熱通量時壁面溫度會受到氣體次冷度的影響而降低，高 熱通量時則不受氣體次冷度的影響。本實驗所得到的結果與 You等人 的結果相似，有相同的趨勢；但二者的數據，因加熱面尺寸(You等人 的加熱面尺寸為 5 mm × 16 mm)不同，表面加工有差異，而產生不一 樣的結果。
3.2.2 傾斜 45 度加熱面在相同間隙下，不同氣體次冷度對池沸騰的