A Study on the Heat Transfer Characteristics of Rotating Heat Pipe with the Water-Ethanol Mixture as Working Fluid

물-에탄올 혼합물을 작동유체로 한 회전형 히트파이프의 전열 특성에 관한 연구

Heat transfer characteristics of a rotating heat pipe have been studied numerically and experimentally with using water-ethanol mixture as working fluid. And triangular fins are attached inside the rotating heat pipe. Experimental results generally agreed with numerical results. According to increasing rpm and vapour pressure of the rotating heat pipe, the heat transfer rate increased. And also according to decreasing the concentration of ethanol, the heat transfer rate increased. In the case of using the pure ethanol as working fluid, the heat transfer rate was about 80% of using distilled water. The heat transfer rate and operating temperature difference of the rotating heat pipe was much influenced by ethanol concentration, and the optimum ethanol concentration was 0.2.

내부에 삼각형 핀을 갖는 회전형 히트파이프의 작동유체로 물-에탈올 2성분 유체를 사용하였을때 Nusselt의 막응축이론을 기초로 하여 핀 및 그루브의 전열특성을 유한요소법에 의한 수치해석을 하였으며 또한 실험을 행하여 비교하였다. 히트파이프의 회전수가 증가할수록, 내부 증기압이 높을수록 전열량은 완만하게 증가하지만 에탄올 농도가 커 질수록 전열량은 감소하였다. 그리고 순수 에탄올만을 작동유체로 하는 경우는 증류수만을 작동유체로 하는 경우의 전열량의 $0.75{\sim}0.85$정도로 나타났다. 또한 에탄올 농도가 0. 2전후에서 전열효과 및 작동온도 범위 등이 가장 유리하게 나타났다.