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国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术

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设计参数对闭环脉动热管的性能

水银血压计Uday库马尔1,Umashankar2和Ch.Sreenivasa饶3
  1. M。理工大学的学生,机械工程部门,坐,Tumkur,卡纳塔克邦,印度
  2. 机械工程教授,部门,坐,Tumkur,卡纳塔克邦,印度
  3. 副教授,部门的机械工程、MITS Madanapalli,印度安得拉邦
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文摘

进步是发生在电子工程领域和增加的需求较小的和有效的传热设备。几个冷却方法是采用电子设备降温。脉动热管(PHP)是一个被动的两阶段传热设备处理中度到高热量通量通常适合电力电子和类似的应用程序。它通常由一个小直径管、封闭端到端在一个循环中,疏散,然后部分充满工作流体。工作流体的传热是通过自然振荡蒸发器和冷凝器之间的部分。在目前的工作,进行实验研究是一个循环的PHP应用热通量的变化,充填率和工作流体。PHP的性能参数如热阻和传热系数将评估上面的条件

关键字
工作流体、填充率、热输入,脉动热管、热阻、传热系数。

介绍
如今,有很多设备或部件在机器叫做加热元件在工作过程中需要冷却,尤其是电气或电子设备。对他们的大小,制造商正在缩减与每一天的过去,为了满足用户的需求,但必须维护力量。这使得元素站高热量,也就是说,高热流将工作过程中生成的。因此,有必要的专业组件冷却加热元件,以便保持适当的温度,这是维护他们的寿命。然而,与许多实际情况下,人看见,很难安排一个冷却装置附近的加热元件,以便可以迅速减少产生的热量。
脉动热管或振荡热管最佳潜在来处理上述问题。它结构简单一个线圈充满了某些工作流体和扩展从热源下沉。工作流体传输通过差压蒸汽插头对面蒸发器和冷凝器。蒸发器的蒸汽形成被推的形式向冷凝器离散蒸汽泡沫流体在口袋里。蒸汽被冷凝的冷凝器,蒸发器的热并返回完整的循环。一个PHP的传热是由于显热及潜热的组合。

背景
PHP,首次提出通过Akachi[1]作为被动冷却设备获得了许多研究人员的关注。进一步在文献中提出的数学模型在PHP需要实验验证(2、3和4)。在几个实验调查,操作限制和行为在PHP的测量和报告[5 and6]。在一些实验调查,多回路的温度变化PHP的测量和报告(7、8、9、10和11)。结果单回路PHP也在一些文献报道(12、13、14、15、16、17、18和19)。温度变化的模式和相关影响的性能PHP是探索物理的光。PHP中的流体的脉动运动权证详细调查。工作流体和填充比的影响在PHP是另一个领域的性能需要详细的调查。
在php的实验和数值研究和文献中报道了他们的性能虽然不是足够多数量。实验调查主要关注流动显示和温度的测量。数值调查处理各种php模型和绩效评估。

研究的范围
在目前的调查,液体如丙酮,甲醇,乙醇和丙醛被认为,瞬态和稳态实验进行单回路的PHP的黄铜(Φ2mm)。各种性能指标如热阻和传热系数是评价和分析了不同的热负荷和填充率。

实验
图1。显示了PHP的实验装置。在PHP中使用的基本组成是黄铜管,玻璃管,硅橡胶管、止回阀、带加热器和热电偶。由于铜是热的良导体,它用作毛细管材料在蒸发器和冷凝器部分2毫米内径和外径的2.5毫米。
图像
为了可视化流体在PHP,掉头黄铜管之间的连接的玻璃管的长度75毫米。硅橡胶管2毫米内径和4毫米外径用作玻璃和铜管子之间的连接器,蒸发器和冷凝器部分。硅橡胶管是用作连接器,因为他们是热绝缘体,耐高温4000 0 c防漏和扩大在更高的温度。为了保持单向流体流动,一个止回阀使用。阀门是不锈钢做的,内直径5毫米。
6 K型热电偶用于温度测量。热电偶测量温度高达1260°c热电偶的焊丝直径是1毫米和四个热电偶连接在冷凝器蒸发器部分和四个部分在相等的距离。温度数据记录仪用于记录温度在不同的位置。测量的固有的不确定性。热电偶温度显示系统具有不确定性的±2%的全面。温度不同时间的阅读手册包含的误差约1%的阅读。
磁带加热器容量25 W是附加到蒸发器部分和充当热源输入。实验设置工作有四个工作液体即。,丙酮,甲醇,乙醇和丙醛。热管的工作流体注入使用注射器。

实验的程序
图1所示的实验装置。采用下列程序进行目前的瞬态试验:
1。之前填的工作流体,它是确保没有其他PHP的管道内存在流体。
2。所需数量的工作流体然后通过注射器由开放的一端止回阀的流体直接进入蒸发器部分。
3所示。现在提供的空气都是通过进油阀黄铜管使用另一个注射器。这样做是为了确保同时形成的液塞和蒸汽插头。
4所示。冷凝器的冷却水是允许PHP的部分不断的水浴和冷却水的量控制在冷凝器的冷却水的温度上升总是10到20 C之间。
5。然后打开记录温度数据记录仪的温度读数。
6。所需的功率设置使用电源单元。在目前的工作,实验进行了不同热输入从8 W 12 W在步骤1 W。
7所示。瞬态实验是进行不同的工作液体viz.丙酮、乙醇甲醇和丙醛和各种温度记录在数据记录器的帮助。实验持续直到达到稳定状态。

结果与讨论

答:热输入对温差的影响
图2显示了甲醇的情节温差随时间在不同热输入填充率50%。
从这个图。2it is absorbed that when the heat input (Q) is increased the temperature difference between evaporator and condenser will increased. As at the low heat inputs the movement of fluid is very slow and the difference in temperature between evaporator and condenser is less at lower heat inputs.
图像

工作流体对温差的影响
图3。显示了不同温差随时间的情节工作液体填充率70%从这个图10 w热量输入。3it is absorbed that temperature difference between the evaporator and condenser is less for acetone compared to other working fluids because of saturation temperature of acetone is lower compared to other working fluids. The fluctuations are also very less. This shows that acetone can transfer heat with less temperature difference and the temperature is around 310 C.
图像

工作流体对热阻的影响
图5显示的热阻与热输入不同的工作流体填充率60%。从图。5很明显,热阻增加和减少热输入。蒸发器之间的温差和反面的密度小于丙酮,热阻也非常少。它表明丙酮是最好的工作流体相对于其他工作流体传热能力。
图像

结论
在目前的工作,进行实验调查在一个PHP循环。热输入的影响,工作流体和填充率对PHP的性能进行了研究。本研究的结果总结如下:
•蒸发器和冷凝器之间的温差降低丙酮比其他工作液体。
•当热输入增加热阻减小,传热系数将会增加。
•当热输入增加液体循环速度也在增加。
•丙酮是最适合PHP的工作流体操作相比其他工作流体。

引用
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