응축부 배치가 수평 진동형 히트 파이프의 열성능에 미치는 영향에 관한 실험적 연구

Abstract

본 연구에서는 응축부의 배치가 수평 진동형 히트 파이프(PHP)의 열성능에 미치는 영향에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 이를 위해, 응축부가 1개인 단측 응축부 PHP(Single-Condenser PHP, SCPHP)와 2개의 응축부가 증발부를 사이에 두고 위치하는 양측 응축부 PHP(Dual-Condenser PHP, DCPHP)를 대상으로 실험을 진행하였다. 두 PHP 모두 30턴으로, 스테인리스 스틸 316 재질의 내경과 외경이 각각 1.0, 1.6 mm인 관이 사용되었다. PHP의 전체 길이와 폭, 증발부 길이, 응축부의 총 길이는 각각 600, 100, 200, 300 mm이며, DCPHP의 경우 두 응축부의 길이가 각각 150 mm 이다. 작동 유체는 R-134a가 사용되었고, 실험을 위한 충전율은 30 ~ 60%, 냉각수 온도는 $10 ~ 30 ^\circ C$ 로 변화시켰다. 열저항의 경우 DCPHP가 SCPHP보다 0.34 ~ 0.55배로 낮아지고, 최대 열전달량의 경우 SCPHP는 40 ~ 180 W인 것에 비해 DCPHP는 700 W이상임을 확인하였다. 또한 DCPHP가 SCPHP보다 더 넓은 정상 작동 범위를 가지며, 열저항의 충전율에 대한 민감도는 낮음을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통해 응축부 배치를 SCPHP에서 DCPHP로 변경하는 것만으로 PHP의 열성능을 향상시킬 수 있으며, 정상 작동 범위도 넓힐 수 있음을 밝혔다.