평판형 증발부를 갖는 루프히트파이프에 대해 박막이론을 적용한 해석적 모델링 (Analytical Modeling of a Loop Heat Pipe with a Flat Evaporator by Applying Thin-Film Theory)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 34권 / 12호 / 1079 ~ 1085페이지
· 저자명 : 정의국, 부준홍

초록

평판형 증발부를 갖는 루프히트파이프(LHP)에 대한 정상상태 해석모델을 제시하였다. 관련문헌의 고찰에 기초하여 LHP 의 주요 부분인 증발부, 액체저장조(보상챔버), 증기이송관, 액체이송관 및 응축부에서 온도와 압력을 예측할 수 있도록 계산과정을 제시하였으며, LHP 에서 유일하게 모세관 구조물을 가지는 증발부의 해석에 중점을 두었다. 증발부에서 액체 –기체 경계면 부근에서 압력과 온도의 영향을 고려하기 위해 박막이론을 사용하였으며, 수정된 기체분자운동이론에서 응축경계면 온도를 산정하는데 있어서 독특한 방법을 도입하였다. 응축부에서는 상변화 경계면을 단순화하여 처리함으로써 응축부 형상 변화에 상대적인 융통성을 구비하도록 하였다. 본 연구의 LHP 정상상태 해석 모델은 문헌 상의 실험결과에 의해 타당성이 증명되었다. 해석모델에 의한 예측치는 실험치와 비교할 때 절대온도를 기준으로 최대 상대오차 3% 이내로서 합리적으로 잘 일치하였다.

영어초록

A steady-state analytical model was presented for a loop heat pipe (LHP) with an evaporator that has a flat geometry. On the basis of a series of reviews of the relevant literature, a sequence of calculations was proposed to predict the temperatures and pressures at each important part of the LHP: the evaporator, liquid reservoir (compensation chamber), liquid line, vapor line, and condenser. The analysis of the evaporator, which is the only part in the LHP that has a capillary structure, was emphasized. Thin-film theory is applied to account for the pressure and temperature in the region adjacent to the liquid-vapor interface in the evaporator. The present study introduced a unique method to estimate the liquid temperature at the interface. Relative freedom was assumed in the configuration of a condenser with a simplified liquid-vapor interface. Our steady-state model was validated by experimental results available in the literature. The relative error was within 3% on the absolute temperature scale, and reasonable agreement was obtained.

참고자료

· 없음