박판형 다채널 써모사이폰과 Pulsating Heat Pipe의 열성능 특성 연구
- Abstract
- As display device, batteries etc. have become high performance, compact and high heat generating, thin plate heat pipes are attracting attention as reasonable heat dissipation system, and higher capacity and compactness are also required.
In this study, a thin plate multi channel thermosyphon(channel : 58 ea.) with low production cost and good thermal performance for home appliance and communication equipment was fabricated, and modified the internal flow path of thermosyphon to pulsating heat pipe with same appearance but different operating principle.
This study have been conducted to evaluate the thermal performance and characteristics of each heat pipe using HFE-7100 as working fluid under various filling ratios, heat transfer rates and inclination angles assuming real conditions of use. Optimal filling ratios were 20% vol. in thermosyphon and 50% vol. in pulsating heat pipe. Maximum effective thermal conductivities were 13,419 W/m·K in thermosyphon and 9,176 W/m·K in pulsating heat pipe.
In this study, temperature vibration with non constant amplitude and period was observed in the pulsating heat pipe at high filling ratio, heat transfer rate and low inclination angle.
Correlations to predict heat flux at optimal filling ratio condition using analysis for dimensionless numbers(Ja*, Bo, Ku*) were suggested.
- Issued Date
- 2020
- Awarded Date
- 2020. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 냉동공조공학과
- Advisor
- 김종수
- Table Of Contents
- 1. 서론 1
1.1 연구의 배경 1
1.2 종래 연구 4
1.2.1 마이크로 & 미니 히트파이프(써모사이폰) 4
1.2.2 알루미늄 박판형 히트파이프 8
1.2.3 긴 써모사이폰 10
1.2.4 PHP 유동양식, 열전달 특성에 관한 연구 10
1.2.5 PHP 제작 방식 15
1.3 연구의 목적 및 논문 구성 20
2. 기초 이론 24
2.1 써모사이폰 24
2.1.1 작동원리 24
2.1.2 펄스 비등 28
2.1.3 기타 30
2.2 PHP 31
2.2.1 작동원리 31
2.2.2 기초 설계 이론 35
3. 실험장치 및 방법 46
3.1 실험장치 46
3.2 실험방법 52
4. 써모사이폰의 열성능 특성 60
4.1 유효열전도율 60
4.1.1 입열량에 따른 변화 60
4.1.2 경사각에 따른 변화 64
4.2 열저항 70
4.2.1 증발-응축부 온도차 변화 70
4.2.2 입열량에 따른 변화 73
4.2.3 경사각에 따른 변화 76
5. PHP의 열성능 특성 82
5.1 유효열전도율 82
5.1.1 입열량에 따른 변화 82
5.1.2 경사각에 따른 변화 85
5.2 열저항 91
5.2.1 증발-응축부 온도차 변화 91
5.2.2 입열량에 따른 변화 94
5.2.3 경사각에 따른 변화 98
5.3 온도 진동 특성 103
6. 써모사이폰과 PHP의 열성능 특성 비교 111
6.1 유효열전도율 비교 111
6.1.1 입열량에 따른 비교 111
6.1.2 경사각에 따른 비교 115
6.1.3 충전율에 따른 비교 119
6.1.4 최적 충전율 122
6.2 열저항 비교 124
6.2.1 입열량에 따른 비교 124
6.2.2 경사각에 따른 비교 128
6.2.3 최적 충전율간 비교 132
6.3 온도 분포 특성 비교 133
7. 열전달 성능 분석 141
7.1 무차원수 분석 141
7.1.1 주요 관련 무차원수 141
7.1.2 Ja* 수 비교 분석 144
7.1.3 Bo 수 비교 분석 149
7.1.4 Ku* 수 비교 분석 152
7.1.5 무차원수 관계 분석 155
7.2 열유속 예측 상관식 159
8. 결론 165
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