In this thesis, operating characteristics and heat transfer phenomena in 2-turn pulsating heat pipes operating in a circulation mode were experimentally investigated. Temperature, pressure and high-speed flow visualization data were obtained with the variation of diameters (1.2mm, 1.7mm and 2.2mm) and input powers. The overall pressure variation from start-up to steady state was measured using the pressure transmitters in the evaporator section. Heat transfer phenomena were investigated using homogeneous-equilibrium model. At steady state, unbalanced gravitational force due to a density gradient caused by evaporation and condensation is a driving force of a circulation mode. Thermodynamic state of two-phase mixture at the exit of evaporator is identified as a saturation state. The ratio of sensible heat to latent heat changed with the variation of diameters and input powers. It was found that latent heat was dominant in most experimental cases. Thus, we conclude that the major heat transfer mechanism is latent heat transfer when pulsating heat pipes are operating in a circulation mode.
본 학위논문에서는, 순환모드로 작동하는 2턴 진동형 히트파이프의 유동특성과 열전달 현상이 실험적으로 연구되었다. 내경(1.2mm, 1.7mm, 2.2mm)과 입열량의 변화에 따라서 온도, 압력 그리고 유동가시화 정보가 실험적으로 얻어졌다. 작동 시작에서부터 정상 상태에 이르는 전반적인 압력의 변화가 증발부에서 압력계를 통해 측정되었다. 열전달 현상이 homogeneous-equilibrium 모델을 통해 연구되었다. 정상 상태에서, 증발과 응축에 의해 발생하는 밀도구배에 의한 중력의 불균형이 순환모드의 구동력이었다. 증발부의 출구에서, 이상유체의 열역학적 상태가 포화상태임이 밝혀졌다. 현열과 잠열의 비는 내경과 입열량의 변화와 함께 변화하였으며, 대부분의 실험 case에서 현열이 지배적이었다. 따라서 본 연구에서 필자는 순환모드에서의 주요 열전달 메커니즘은 현열을 통한 열전달 임을 확인하였다.
