In the present work, the effect of filling ratio (FR) on the operation limit of HCLPHP (Horizontal Closed Loop Pulsating Heat Pipe) was investigated experimentally. The loop was made of a stainless steel 316 (SS316) capillary tube (inner and outer diameters of 1.0 mm and 1.6 mm, respectively) meandering be-tween the evaporator (200×300 mm2) and the condenser (300×300 mm2), separated by 100 mm, with 30 turns at each side. R-134a was used as the working fluid and the filling ratio was charged from 40% to 60% by volume. Three operation modes were observed depending on the input power; unstable (low-frequency/ high-amplitude), stable (high-frequency/low-amplitude) and dryout modes. For the present experimental conditions, the upper operation limit (maximum heat transfer rate with stable operation) was found to be 170 W at 50%-filling ratio. In addition, three different types of the dryout behavior were identified; total dryout (rapid temperature increase over the entire evaporator simultaneously), partial dryout (rapid temperature increase only at the end-part of the evaporator) and incomplete dryout (local dryout at a random location).
본 연구에서는 수평 진동형 히트파이프에서 충전율이 작동한계에 미치는 영향을 실험적으로 확인하였다. 폐루프는 스테인리스 스틸 316(SS316) 모세관(내경과 외경이 각각 1.0 mm, 1.6 mm)을 사용하여 증발부와 응축부에서 각각 30턴이 되도록 제작하였다. 작동유체는 R-134a를 사용하였고, 충전율을 40%에서 60%까지 부피로 충전하였다. 세 가지의 작동모드들이 입열량의 변화에 따라서 불안정(낮은주파수/높은진폭), 안정(높은주파수/낮은진폭), 드라이아웃 모드로 관찰되었다. 현재의 실험조건에서 상부 작동한계(안정작동에서의 최대 열전달량)는 50% 충전율에서 170 W로 확인되었다. 추가적으로 다른 형태의 드라이아웃인 전체적 드라이아웃(증발부 전체영역에서 급격한 온도상승), 부분적 드라이아웃(증발부 끝 단에서의 급격한 온도상승), 불완전 드라이아웃(무작위적이고 국소적인 드라이아웃)을 확인하였다.
