비루프 진동형 히트파이프의 양단 가열시 관내 유동 및 열전달 특성에 관한 연구

진동형 히트파이프 (Pulsating heat pipe)는 윅에 의한 증발부로의 작동액 환원없이, 유체의 진동에 의해 열을 수송하는 열전달 기구로, 세관을 사행시킨 밀폐구조로서, 진공상태로 만든 후 임의 비율의 작동유체를 충진시킨 매우 단순한 구조로 되어 있다. 본 연구에서는 비루프 진동형 히트파이프 채널의 각 턴(turn) 부분을 증발부로 하였을 경우, 히트파이프 내부 작동유체의 충진비(30～50vol.%)와 채널 길이(600～1600 ㎜) 변화에 따른 유동 특성 및 전열 특성을 연구하였다. 시험부는 유동 특성 및 전열 특성을 파악하기 위하여 투명한 우레탄 관을 동관에 결합 시킨 것과 외경 3㎜, 내경 2㎜인 두가지 비루프 진동형 히트파이프를 제작하였고, 채널 길이 변화에 따른 히트파이프의 전열 성능을 알아보기 위하여 채널 길이 600, 800, 1600 ㎜으로 하여 비루프 진동형 히트파이프를 제작하였다. 본 연구를 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 우레탄 관과 동관을 사용한 시험부의 실험결과 3～25 번째 채널의 작동유체는 증발부 사이를 빠르게 왕복 순환하였으나, 1～2, 26～28 번째 채널에서는 느린 유동을 보였다. 비루프 진동형 히트파이프는 충진비 40(vol. %)에서 각 채널의 응축부 온도 분포가 30, 50(vol. %)에 비해 균일하게 높았으며, 유효열전도율도 가장 높았다. 루프형과의 비교 결과 작동 유체가 원활히 작동하는 중앙 채널에서는 각각의 진동형 히트파이프의 온도 분포가 비슷하였다.