In the present work, effect of heating patterns on thermal behavior of horizontal pulsating heat pipes (HPHPs) was investigated experimentally. A PHP with 30 turns was made of a stainless steel tube of which the outer and inner diameters are 1.6 and 1.0 mm, respectively. The lengths of the evaporator, condenser and adiabatic sections were 200, 300 and 100 mm, respectively. R-134a was used as a working fluid and the fill-ing ratio was 40%. As the heat input was increased, four different operation modes appeared: Intermittent stop (IS), locally inactive operation (LI), steady operation (S) and dryout (DO) modes. For an operating tem-perature (condenser temperature) range of $-10^\circ C ~30^\circ C$, the range of mode S with high values of the effective thermal conductivity appeared wider as the operating temperature was raised. Meanwhile, three different heating patterns were tested: Gradual increase, gradual decrease, and sudden-jump of heat input to the evaporator section. With the gradual-decrease heating pattern, the effective thermal conductivity was higher at the low heat input condition than that with the gradual-increase heating pattern. For the sudden-jump heating, two peculiar phenomena were observed: “Unstable start-up” and “Operation failure,” which were not observed with the gradual decrease in the heat input.
최근 전자장치 개발 기술의 발달과 함께 전자부품들이 소형화 함에 따라 결과적으로 발열 면적이 줄어들어 높은 열유속의 발생이 불가피하게 되었다. 그에 따라 소형 냉각시스템의 필요성이 대두되고 있다. 이에 대응하기 위한 진동형 히트파이프(PHP)는 외부 동력원 없이 작동되는 고성능 열전달 장치이다. 본 연구에서는 주기적 가열, 펄스 가열(pulse heating)과 같이 실제적인 발열 시나리오를 고려하여 PHP의 증발부의 가열방식이 열적 거동에 어떤 영향을 미치는지 확인하였다. 우선 입열량에 따라 작동모드를 구분하였고, 작동온도라 정의했던 응축부의 온도에 따라 열성능을 측정하고 작동모드 레짐을 제시하였다. 또한 가열방식의 변화에 따라 열성능과 작동모드가 바뀌는 경향을 제시하였다. 점진적 감소 가열방식에서는 낮은 입열량 영역에서 점진적 증가 가열방식에 비해 정상 작동하는 영역이 더 많아지면서 높은 열성능을 얻을 수 있었다. 순간적 가열방식에서는 불안정적 스타트업 그리고 작동 실패라는 특이한 현상이 관찰되었고, 시동 특성에 악영향을 미친다는 것을 확인하였다.
