بررسي تجربي و شبيه سازي عددي لوله گرمايي ترموسيفون در شرايط عملكردي دما بالا

Experimental Investigation and Numerical Simulation of Thermosyphon Heat Pipe under High Temperature Operation Conditions

در قرن اخير انرژي از اهميت ويژه اي به دليل كمبود منابع انرژي و همچنين ميزان اتلاف زياد آن برخوردار شده است. استفاده بهينه از انرژي و به حداقل رساندن ميزان اتلاف آن به يكي از بزرگ ترين اهداف محققان تبديل شده و زمينه ساخت و توليد وسايلي جهت رسيدن به اين هدف را فراهم آورده است. در اين پژوهش نحوه ساخت يك سامانه لوله گرمايي در دماي بالا با سيال عامل جيوه تشريح و در مورد شبيه سازي CFD لوله گرمايي ساخته شده بحث شده است. عوامل مؤثر در انتقال حرارت لوله گرمايي ازجمله ضرايب انتقال حرارت داخلي تبخيركننده و چگالنده و ضريب هدايت حرارتي به صورت تجربي و عددي بررسي و نتايج آن به صورت نمودار گزارش شده است. نتايج نشان مي دهند، لوله گرمايي در شار گرمايي 271 وات داراي بازده 89% بوده و كمترين مقاومت R=1.3 °C/W ( در مقابل انتقال حرارت را دارا مي باشد كه عملكرد بهتري نسبت به شارهاي گرمايي ورودي كمتر دارد. لوله گرمايي ساخته شده در بازه دمايي نزديك به شرايط طراحي، عملكرد قابل قبول تري ارائه مي دهد.

In recent centuries energy has become of great importance due to the shortage of energy resources and energy losses. Efficient use of energy and minimizing energy waste has become one of the largest research purposes and achieving this goal has provided the field of production of the devices. In this research, the construction of a high-temperature heat pipe with mercury as the working fluid as well as CFD simulation of the heat pipe is investigated and the obtained results are presented. The factors affecting the heat transfer of the heat pipe, including the evaporator and condenser internal heat transfer coefficients and the thermal conductivity coefficient are empirically and numerically investigated and the results are reported as the diagram. The results show that the heat pipe in the heat flux of 278 watts has an efficiency of 0.89 and has the lowest thermal resistance (R=1.3 °C/W) against the heat transfer, which has a better performance than the lower input heat fluxes. The heat pipe built in temperature range close to the design conditions delivers more acceptable performance.