重力與表面親疏水性對薄膜加熱器熱氣泡成長行為影響之實驗分析

Abstract

本研究的目的在於運用實驗方法來分析薄膜加熱器於面向上或向下方位時汽泡成長之情形。在浮力作用下，分析汽泡的成長期間，受到功率變化、兩板間距以及表面粗糙度等參數變化的影響。研究過程中我們利用高速攝影機捕捉其現象，使之可視化。藉由改變加熱器方位、侷限與非侷限、兩板間距、加熱器表面親疏水性以及功率大小來分析熱汽泡隨著時間變化成長的物理行為，並深入探討各種不同的參數下對於氣泡形狀變化的熱力行為。 實驗結果顯示出，改變加熱器的方位會使得熱對流會因浮力進而導致汽泡成長行為受到明顯影響，汽泡體積與成長在加熱器面向下方位相較於面向上方位會較小且緩慢；而改變侷限與非侷限、兩板間距，會使汽泡因空間改變，使其形狀呈現偏扁平狀，體積縮小的情況；而改變加熱器表面親疏水性，會使得熱汽泡的接觸直徑與高度有不同的變化，當加熱器表面為親水性，汽泡的形狀會呈現近似球體，而當加熱器表面為疏水性，汽泡的形狀會呈現扁平狀實驗並發現當加熱器表面塗佈鐵氟龍溶液，汽泡成長期間會有位移現象，其位移的程度則跟加熱器表面粗糙度有關。