由於各個鰭片散熱面積不同，形狀不同，見表 4.1 所示，所產生 的旁通效應也不同，因此本章實驗結果將會各種鰭片在不同正向風速 或是泵功率的情況下，分析其熱傳量、壓降、熱傳性能以及熱阻，以 評估鰭片的最佳設計。
4-1 實驗結果
4-1-1 正向風速與壓降比較
圖 4.1 為各式鰭片正向風速與壓降關係圖，一般而言。當流體流 經鰭片時所產生的阻力導致流動方向壓力降低稱之為壓降，由圖可看 出正面風速越大，各個鰭片所產生之壓降也越大；與平板鰭片比起來，
其他四種形式之鰭片壓降皆比較低，這是因為將鰭片前段削去部分面 積，阻力較小，壓降也較小，其中 Step1/3 與 Trap1/3 壓降下降最明 顯，分別降低 22%與 20%左右。
4-1-2 正向風速與熱傳係數比較
圖 4.2 為各種鰭片正向風速與有效熱傳係數的關係圖，由實驗結 果顯示，鰭片散熱面積較小，其熱傳係數也就越高，其中 Step1/3 與 Trap1/3 熱傳係數提升最多，在正向風速 5m/s 分別提升 25%與 32%。
4-1-3 泵功率與熱阻比較
圖 4.3 為各種鰭片泵功率與熱阻的關係圖，泵功率主要取決於壓
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降與體積流率的乘積即為推動流體所需要的功，在相同泵功率下熱阻 值或相同熱阻下所需要的泵功率越低，代表此鰭片之熱傳性能越好。
由實驗結果可知，在相同的泵功率情況下，Trap1/3 的熱阻比 Plate 低 4.7%，一般來說，較高之熱傳係數，相對熱阻會越低，但 Step1/3 之 熱阻值沒有此現象，推測這是因為 Step1/3 之散熱面積減少太多，造 成熱阻值降低的幅度太大，導致此現象。
4-1-4 泵功率與熱傳量比較
圖 4.4 為各種鰭片泵功率與熱傳量的關係圖，熱傳量一般來說與 流量、面積以及溫差有關，本實驗可控制的參數為流量與面積，流量 越大，熱傳量越大，散熱面積越大，熱傳量也越大。由實驗結果可看 出，在相同泵功率的條件下，熱傳量會隨著鰭片散熱面積減少而遞 減。
4-2 無因次分析
為了有效評估散熱鰭片在應用上的優劣，本節使用無因次方式分 析性能，分別探討雷諾數與凡寧摩擦因子以及相對於平板鰭片熱傳量 比率的關係，並以平板鰭片為參考基準。
4-2-1 雷諾數與凡寧摩擦因子比較
圖 4.5 為雷諾數與凡寧摩擦因子關係圖。由實驗結果顯示，Trap1/3 與 Step1/3 擁有最低的摩擦係數，可由兩種特性解釋；因氣流同時間
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直接衝擊的截面積變小而造成阻力較低，另外鰭片的摩擦力與接觸鰭 片表面積有關，接觸面積減少造成摩擦力減少。在相同雷諾數下，
Trap1/3 與 Step1/3 分別較平板鰭片小 24%與 21%。
4-2-2 雷諾數與平板鰭片比較係數比較
圖 4.6 為雷諾數與平板鰭片比較係數的比較，可以看出 Trap1/2 與 Trap1/3 因減少面積而損失的熱傳量較少，這是因為這兩種鰭片所 減少的面積比較少的關係；而隨著雷諾數的增加，各鰭片之熱傳量與 平板鰭片之熱傳量的差異也就越大，代表隨著風速的增加，旁通效應 所帶來的熱量損失也就越大。
4-2-3 熱阻比值與 LMTD 比值比較
圖 4.7 為熱阻比值與 LMTD 比值比較，圖中 X 軸為各改良鰭片 熱阻 R 對平板鰭片熱阻 Rref之比值，Y 軸為各改良鰭片 LMTD 對平 板鰭片 LMTDref之比值，三角形點為平板鰭片之落點，由圖可之 Step1/3 具有 LMTD 比值小於 1，且熱阻比值小於 1 之落點，代表其 散熱性能較其他鰭片還要好。
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表 4.1 各種樣式鰭片面積比較
型號
Plate面積(m
2)0.165184 差異(%)
型號
Step1/3面積(m
2)0.114112
差異(%) -30.92
型號
Step1/2面積(m
2)0.12688
差異(%) -23.19
型號
Trap1/3面積(m
2)0.131112
差異(%) -20.63
型號
Trap1/2面積(m
2)0.145674
差異(%) -11.81
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圖 4.1 正面風速與壓降關係圖
圖 4.2 正面風速與熱傳係數關係圖
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圖 4.3 泵功率與熱阻關係圖
圖 4.4 泵功率與熱傳量關係圖
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圖 4.5 雷諾數與凡寧摩擦因子關係圖
圖 4.6 雷諾數與平板鰭片比較係數關係圖
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圖 4.7 熱阻比值與 LMTD 比值關係圖
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