两相流高导热技术的开发背景
目前已进入5G通讯联网时代，其中热管理是个重要的课题。
使用5G手机的经验告诉我们，其传送速率对比4G手机，两者有极大的差异，所以5G时代的来临是我们必须要严肃看待的。5G的应用在各个领域中都产生极大的价值转换。因为5G的快速传输功能相对的会在使用中产生高热，所以我们同时要研究如何提高热能的传导效率。
目前开发高导热性能的热传导技术以两相流为主，如热管、均温板、虹吸热管等；或者具高导热性能的材料，如：石墨烯，液态金属等。也就是说高导热材料及技术是处理目前5G时代高热能最有利的应用工具。如铜材料，其传导系数为400w/m.k，而铜热管利用相变化（液-气）以及毛细能力等作用，使工作流体回流形成一个热循环，产生极佳的热传递性能，其热传导系数甚至可达到4000-8000w/m.k。
两相流研究概论
研究两相流主要是要了解及判断其流动形态及其相互转换，并预测其临界热通量。同时了解两相共存时流动的特性。
较常见的典型两相流谱有：气泡流、弹状流、搅拌流、环状流与液滴流
相流谱是两相流系统各种可能形态的表示图谱，其可以告诉我们该双相流系统在某种运转下将呈现何种双相流形态。双相流谱的建立有赖于对双相流形态转变机制的了解，同时对于沸腾热传与流动非常重要。达克勒与太特尔(Dukler & Taitel,1986)的论文有很详细的讨论。
典型两相流谱
水平管两相流流谱
水平管内之气泡流特性：管内中有明显的大小气泡，由于管子为水平管，固因此气泡多集中于管子上方。
垂直管两相流流谱
分层流
由于重力的影响，管内液体及气体部分明显的分层，因此气态部分在管内的上方，而液态部分则在管内的下方。如果气态与液态间的差异较大时，由于剪应力的效应，液态部分会呈现波浪状的波浪流。
分层流
间歇流
其两相的流动并非连续的流动流谱，而是块状的流动。通常块状气泡流动过后，可能会伴随短暂的纯液体流动，呈现交替性的变化，故称之为间歇流。
间歇流
环状流
环状流系指两相流动时，液态部分覆盖于管壁表面的周围，而气态部分集中于管中央部分。通常此种流动形式的速度都较快，由于剪应力的效应，可能会有一部分的液体被带到管的中央，这一部分被带到管中央的小液滴称之为夹带液滴。
环状流
一般两相流研究方向
- 两相流之特性
- 两相流型分布
- 沸腾热传
- 两相流动理论模式
- 两相流压降之计算
- 两相流之量测
两相流量测参数
- 液相平均速度，气相平均速度
- 空泡比
- 气泡长度
- 气泡频率
- 液体积流量和气体积流量
两相流之应用
两相流的应用有热管、均温板、虹吸热管等，下面介绍产品特性及工作原理。
左边：热管，右边：均温板
1、热管介绍及工作原理：
- 传热量大（利用潜热）
- 温度分布的均匀（蒸气流所导致的热扩散）
- 质量轻，构造简单
- 热回应迅速
- 没有重力件
- 无重力场也可以作动（利用毛细力）
- 热流的半导体
- 热管主要作用于远端热传，均温板主要作用于增加热通量
热管工作原理
2、均温板介绍及工作原理：
其工作原理为蒸发部与热源接触，藉由工作流体蒸发沸腾而发生相变化，将所需之潜热带走，因蒸发部之蒸气压力较高及内部为一封闭空间，故蒸气迅速往冷凝部之方向移动，在冷凝部再透过散热鳍片将热带走至外部环境散热，同时蒸气因散热因素后,开始冷凝成液相，冷凝之工作流体再藉由毛细结构与支撑柱将工作流体带回蒸发部，如此做连续的循环。
均温板工作原理
3、虹吸热管介绍及工作原理：
由于热管初期是利用其不受重力限制，发展于太空技术。其作重力液体从冷凝端借着管内毛细力返回蒸发端。但本身亦有毛细管缺点及限制。所以发展出不用毛细管构造，改用热虹吸式，有效利用重力使液体返回。
虹吸热管的热流速（热通量）可为毛细管式的10-100倍。毛细热管为避免沸腾气泡堵塞毛细管构造而在内设有沸腾界限。热虹吸管则无此限制，也因为整个系统无任何毛细结构热阻极小。将来或许可取代部分封闭式水冷散热器的市场。
虹吸热管工作原理
