以實驗方法探討加入內管對圓管熱傳之影響

Abstract

本文利用奈揮發法探討於等溫熱直管中加入管壁極薄且熱傳性極佳之 內管時之熱傳現象。由於圓管的尺寸很小，利用電器加熱方式不易量測直 管壁的局部熱傳速率，無法對熱傳現象做深入探討，因此本實驗方法將奈 鑄成圓管壁，安裝於直圓管內壁上，以求取奈表面之局部揮發量，再經由 質傳與熱傳的類比關係，推算局部熱傳量。考慮四種不同型式的內管，依 管徑分為型Ⅰ、型Ⅱ、型Ⅲ及型Ⅳ等四種。當插入不同管徑大小的內管， 於不同的雷諾數（分別為1058、1360、1965）下，探討其熱傳現象，結果 發現： （１）加入適當尺寸的內管，使得部分的流體偏離了原先在熱 直管中的流場路徑，造成在加熱壁上熱傳速率的增加，明顯可增加圓管的 熱傳效率。 （２）就選定的四種型式之內管在此三種雷諾數之下作比 較，發現數值理論與實驗結果相當符合。且其熱傳效應明顯地較未加入內 管時增加，以型Ⅲ之內管為最多，且熱傳效應隨著雷諾數的增加而增加。 （３）內管之管徑尺寸並非無限制的加大，過大（如型Ⅳ）反而使得 熱傳效率降低。而不同型式之內管的插入，主要是造成在內管與外管管內 壁間的流量變化不同。