Comparison of thermal performance and flow characteristics between closed-loop and closed-end pulsating heat pipes

Abstract

본 연구에서는 폐루프형 진동형 히트 파이프와 폐쇄형 진동형 히트 파이프의 열성능과 유동 특성을 실험적으로 비교하였다. 실험은 10턴과 20턴을 갖는 진동형 히트 파이프를 이용해 입열량과 작동 각도를 바꿔가며 수행되었다. 이때 유동 특성을 이해하고자 초고속 카메라를 이용하여 내부 유동을 가시화 하였다. 실험 결과, 10턴을 갖는 경우, 내부에서 더욱 활발한 유동이 발생하는 폐쇄형 진동형 히트 파이프가 폐루프형 진동형 히트 파이프에 비해 더 높은 열성능을 보였다. 또한 작동 각도가 감소함에 따라 열성능이 감소하는 폐루프형 진동형 히트 파이프와 달리 폐쇄형 진동형 히프 파이프는 작동 각도와 무관하게 작동하는 것을 확인하였다. 반면에 20턴을 갖는 경우, 많은 턴 수의 효과로 인해 폐루프형 진동형 히트 파이프와 폐쇄형 진동형 히트 파이프의 열성능이 거의 유사해졌다. 뿐만 아니라 이때는 폐쇄형 진동형 히트 파이프 뿐만 아니라 폐루프형 진동형 히트 파이프 역시 작동 각도에 무관하게 안정적으로 작동하는 것을 확인하였다.