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Effects of cross-section geometry on the thermal performance of a micro pulsating heat pipe = 채널 단면형상이 마이크로 진동형 히트파이프의 열성능에 미치는 영향
서명 / 저자 Effects of cross-section geometry on the thermal performance of a micro pulsating heat pipe = 채널 단면형상이 마이크로 진동형 히트파이프의 열성능에 미치는 영향 / Sung-Wan Park.
저자명 Park, Sung-Wan ; 박성완
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2014].
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MME 14015

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초록정보

In this study, flow characteristics and thermal performance of the micro pulsating heat pipe (MPHP) with same hydraulic diameter (0.57 mm) but different shaped cross-sections were experimentally investigated. Two types of micro pulsating heat pipe which were fabricated using a micro-electromechanical fabrication technique were evaluated: a circular channel MPHP and a square channel MPHP. Each channel was etched on a silicon wafer with thickness of 1mm. Ethanol was used as a working fluid and the MPHP was tested in vertical orientation. Pyrex glass is bonded to silicon by anodic bonding to confirm the in-ternal flow pattern of the square and circular channel MPHP. The flow visualization using high speed camera showed the different flow pattern and amplitude which are an important parameter of thermal performance on pulsating mode. The minimum thermal resistance of the square channel MPHP is 3.3 K/W, which is about 3.2 times smaller than the circular channel MPHP. The square channel MPHP achieved maximum effective thermal conductivi-ty of 727 W/moK which is the 4.9 times higher than thermal conductivity of silicon (k = 150 W/moK). For performance comparison, the experimental measurements were conducted on the MPHPs by using infrared camera. The square channel MPHP was better thermal perfor-mance than the circular MPHP because corners in square channel MPHP delayed the com-plete dry out and acted as the nucleation cavities.

본 연구에서는 관형상이 마이크로 진동형 히트파이프(MPHP)의 열성능에 미치는 영향을 규명하기 위해 정사각형과 원형의 MPHP를 제작하여 열성능을 비교분석 하였다. MPHP 내부에서 일어나는 유동특성 및 열전달 메커니즘을 규명하기 위하여 유동 가시화 실험을 수행하여 서로 다른 유동특성을 가진다는 사실을 확인하고 분석하였다. MEMS공정을 이용하여 원형과 정사각형 채널을 가진 MPHP를 제작하였다. 두께1mm 실리콘에 채널을 식각하고 작동유체는 에탄올을 사용하였다. 하이스피드 카메라를 이용하여 각 MPHP의 유동특성을 분석하였고, 정사각형 MPHP가 원형 MPHP보다 3.2배 향상된 열성능을 가졌다. 성능분석을 위해 추가적으로 적외선카메라를 이용하여 진동거동시 온도분포를 확인하였다. 정사각형 MPHP의 열성능이 좋은 이유는 코너가 드라이아웃을 지연시키고 핵비등을 활발하게 일으키는 역할을 하기 때문이다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MME 14015
형태사항 38 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 박성완
지도교수의 영문표기 : Sung-Jin Kim
지도교수의 한글표기 : 김성진
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학과,
서지주기 References : p. 33-34
주제 micro pulstating heat pipe
cross-section geometry
thermal performance
마이크로 진동형 히트파이프
단면 형상
열성능
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