다공성 매체 모델을 이용한 히트파이프 소형 열교환기의 열 성능 해석 (Thermal Performance Analysis of Heat Pipe Small Heat Exchanger Using Porous Media Modeling)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 49권 / 6호 / 327 ~ 334페이지
· 저자명 : 이승재, 김윤서, 서진혁, 신동환, 이성혁, 이정호, 이형순

초록

히트파이프 열교환기(HPHX)는 일반 열교환기와 달리 히트파이프를 활용하여 열을 효율적으로 전달할 수 있어 다양한 산업 응용 분야에서 널리 쓰이고 있다. 전산 해석을 통해 히트파이프 열교환기의 성능을 향상하기 위해 핀(fin)을 추가하는 경우, 많은 격자가 필요하게 되어 해석 비용이 증가하고, 이에 따라 정확도가 저하될 수 있다. 본 연구에서는 히트파이프 외부의 핀 영역에 다공성 매체 모델(porous media model)을 적용하여 전체 시스템 규모의 전산 해석을 수행하고, 열전달 모델에서 평형, 비평형 모델(equilibrium model, non-equilibrium model)에 따른 해석 결과를 비교하였다. 이를 통해 HPHX에서 다공성 매체 모델 유형에 따른 열 성능과 효율 변화를 분석하고, 작동 환경 변화가 열 교환 성능에 미치는 영향을 평가하였다. 연구 결과는 다공성 매체 모델을 활용한 전산 해석이 HPHX의 열 및 유동 성능 예측 정확도를 높이는 데 기여할 수 있음을 시사한다.

영어초록

Heat pipe heat exchangers (HPHX) utilize heat pipes to efficiently transfer heat, making them widely used in various industrial applications. In this study, computational analysis was conducted to enhance the performance of HPHX by incorporating fins, which typically requires many grids, increasing analysis costs and potentially reducing accuracy. A porous media model was applied to the fin area outside the heat pipe to perform a comprehensive system-level analysis. The results were compared with different thermal transfer models (equilibrium and non-equilibrium models). This analysis explored the impact of porous media model types on thermal performance and efficiency in HPHX, and evaluated how changes in operating conditions affect heat exchange performance. The findings suggest that computational analysis using porous media models can contribute to improving the accuracy of predictions for thermal and flow performance in HPHX.

참고자료

· 없음