靜止狀態下雷諾數對熱傳之影響

ㄇ型渠道於靜止狀態下，先分別進行雷諾數為 700 與 800 之實驗，而 其頂部的實驗紐塞數與數值計算結果如表 3-2 與 3-3 所示，因實驗上所量 取的溫度為平均溫度，故表 3-2 與表 3-3 中溫度的顯示為取到小數第二位，

並探討輸入加熱片的熱能，發現從加熱片後方巴沙木以熱傳導帶走的熱比 率以前段加熱區為最小，中段加熱區域次之而後段加熱區域為最大，依照 熱能散逸的比率，可以發現ㄇ型渠道頂部之強制對流熱傳效率以前段加熱 區域為最好、中段加熱區域次之、後段加熱區域為最差。

前段加熱區域因位處流體首當其衝的區域，所以平均紐塞數為最大，

至於中段加熱區域則位處於流體平滑流過的區域，所以平均紐塞數為次 之，而後段加熱區域因位處於流體迴流區域，於此幾乎可說是自然對流效 應與強制對流效應影響相當，所以平均紐塞數為最差，因此後段加熱區域 輸入熱能從後方巴沙木散逸的比例為最大得到印證，故實驗所量測的結果 相當合理。

再者利用實驗重複性測試的方法來確保數據的可信度，所以在雷諾數 為 700 與 800 的狀態下，分別再進行了二組與一組不同溫差範圍的實驗，

其結果將顯示於圖 3-5 與圖 3-6，並且比較雷諾數為 700 與 800 的情況下，

頂部各段加熱區域彼此平均紐塞數的差異，其結果顯示皆為 7%以內，此 現象可說明本實驗的重複性測試相當良好，最後比對實驗與計算的結果，

誤差約略 10%左右，一致性相當良好。

再者比較雷諾數 700 與 800 的實驗結果，可發現當雷諾數提升，渠道 頂部的熱傳效率也有增加的趨勢，但幅度並不明顯。

圖 3-1 廖[10]數值計算ㄇ型渠道上移之流線圖

（a）鎳鉻絲放置於ㄇ型渠道內部二維效應區之底處

圖 3-2 ㄇ型渠道上移之流場可視化圖

（b）鎳鉻絲放置於ㄇ型渠道內部二維效應區之頂處

（c）鎳鉻絲放置於延長渠道內部流體出口處

圖 3-2 ㄇ型渠道上移之流場可視化圖

圖 3-3 廖[10]數值計算ㄇ型渠道下移之流線圖

（a）鎳鉻絲放置於ㄇ型渠道內部二維效應區之底處

圖 3-4 ㄇ型渠道下移之流場可視化圖

（b）鎳鉻絲放置於ㄇ型渠道內部二維效應區之頂處

（c）鎳鉻絲放置於延長渠道內部流體出口處

圖 3-4 ㄇ型渠道下移之流場可視化圖

表 3-1 實驗參數組合表

組數 Re_h F_c L_c v_c u_{o Gr/Reh}² Case1 700 0.0 0.0 0.0 0.08 Case2 700 0.0 0.0 0.0 0.08 Case3 700 0.0 0.0 0.0 0.08 Case4 800 0.0 0.0 0.0 0.07 Case5 800 0.0 0.0 0.0 0.07 Case6 700 0.01 0.5 0.08 0.08 Case7 700 0.01 0.5 0.08 0.08 Case8 700 0.05 0.5 0.15 0.08 Case9 700 0.1 0.5 0.31 0.08 Case10 900 0.01 0.5 0.06 0.05 Case11 900 0.05 0.5 0.16 0.05 Case12 900 0.1 0.5 0.31 0.05

表 3-2 Re_h 700與T_w=10℃±0.1℃之實驗數據表(室溫 25℃)

加熱片溫度 前段加熱區域 F 中段加熱區域 M 後段加熱區域 B

銅片溫度 35.10℃ 35.10℃ 35.20℃

巴沙木上方溫度 35.05℃ 34.70℃ 35.00℃

巴沙木下方溫度 33.95℃ 33.80℃ 33.90℃

輸入電壓 V 0.978V 0.791V 0.676V

輸入電流 I 106mA 86mA 73mA

輸入熱量 QI=P*V 0.103668W 0.068026W 0.049348W

巴沙木熱傳導 QB 0.02541W 0.02079W 0.02541W

QB/QI 24.5% 30.6% 51.5%

實驗 Nu no 20.1 12.2 6.1

數值 Nu no 21.5 11.3 6.8

誤差 7.0% 7.4% 11.5%

表 3-3 Re_h 800與T_w=10℃±0.1℃之實驗數據表(室溫 26.2℃)

加熱片溫度 前段加熱區域 F 中段加熱區域 M 後段加熱區域 B

銅片溫度 36.17℃ 36.17℃ 36.17℃

巴沙木上方溫度 36.10℃ 35.85℃ 36.00℃

巴沙木下方溫度 35.20℃ 35.25℃ 35.30℃

輸入電壓 V 0.972V 0.767V 0.656V

輸入電流 I 105mA 83mA 71mA

輸入熱量 QI=P*V 0.10206W 0.063661W 0.046576W

巴沙木熱傳導 QB 0.02079W 0.01386W 0.01617W

QB/QI 20.4% 21.8% 34.7%

實驗 Nu no 21.2 13 7.9

數值 Nu no 23.1 12.2 7.7

誤差 9.0% 6.2% 2.5%

圖 3-5 靜止狀態下不同溫差範圍對Re_h 700之熱傳影響圖

圖 3-6 靜止狀態下不同溫差範圍對Re_h 800之熱傳影響圖

700 Re_h  Lc= 0

0 Fc

800 Re_h  Lc= 0

0 Fc