Abstract
本論文旨在探討被動式與主動式之熱傳增強技術，在被動式增強技術上探討延伸表面積的熱傳特性，在主動式增強技術上研究電液動力學(EHD)與壓電風扇等兩種技術。本文主要的內容可分成三個部份，第一個部份以實驗方式研究針狀散熱座於自然對流下之熱傳特性及角度的影響。第二個部份則嘗試結合EHD之散熱模組。第三個部份先以理論與實驗方式研究壓電風扇的振動特性，並以實驗測試其熱傳性能。第一部分的結果發現增加鰭片面積對熱傳面向下時效率較高，對熱傳面垂直擺放時效率較差，此論點可由熱傳增強係數(augmentation factor)看出，熱傳增強係數定義為散熱座與其底部平板總熱傳的比值。此熱傳增強係數在熱傳面向上時為1.1 ~ 2.5，熱傳面垂直時為0.8 ~ 1.8，熱傳面向下時為1.2 ~ 3.2。第二部分的結果發現熱傳增強效果展現於電暈電流大於1μA時，熱傳增強因子(enhancement ratio)隨輸入電能的增加而增加並且正比於電流的1/4次方，熱傳增強因子定義為電暈風作用下與自然對流下平均熱傳係數的比值。理想的無因次電極距離為0.25~0.35，相應之熱傳增強因子為3~5。當電極距離固定時，存在ㄧ最佳電極密度，少於該電極數時，可影響之鰭片面積不足，過多時則發生鄰近電極的流場干擾，減低熱傳效果。第三部分的理論分析採用二維集中質量的模型(2-D lumped mass model)配合可變的流體阻尼，數值結果顯示當不考慮空氣阻尼時，壓電風扇的尖端振幅隨輸入電壓增加線性上升。當考慮空氣阻尼時，振幅的上升漸趨平緩。特別是比對實驗結果後發現，黏膠層的存在額外增加了系統的結構阻尼，進而減小風扇的振幅。在壓電風扇的熱傳性能方面，實驗結果顯示熱傳增強因子隨扇葉振幅的增加而增加，並且隨風扇與散熱座的距離增加而減小，風扇的角度效應也隨此距離的增加而減小。另外壓電風扇與EHD的效果均隨著散熱瓦數的增加而減少，這種現象乃因自然對流的增強所導致。最終本研究的結果除了對延伸表面的自然對流性能有更深入的了解，相信對EHD技術的應用以及壓電風扇的開發設計都有進一步的助益。