بررسی تجربی و شبیه‌سازی عددی لوله گرمایی ترموسیفون در شرایط عملکردی دما بالا

در قرن اخیر انرژی از اهمیت ویژه‌ای به دلیل کمبود منابع انرژی و همچنین میزان اتلاف زیاد آن برخوردار شده است. استفاده بهینه از انرژی و به حداقل رساندن میزان اتلاف آن به یکی از بزرگترین اهداف محققان تبدیل‌ شده و زمینه ساخت و تولید وسایلی جهت رسیدن به این هدف را فراهم آورده است. لوله گرمایی یکی از وسایلی است که دارای انتقال انرژی گرمایی بالا در حجم کم است که اخیراً به ‌عنوان ابررسانا در بسیاری از موارد کاربرد دارد. لوله گرمایی بر اساس ابعاد و شرایط دمایی مورد استفاده و جنس سیال عامل، طراحی‌ و استفاده قرار می‌شود. یکی از اجزای اصلی تشکیل‌دهنده لوله گرمایی سیال عامل آن بوده که با توجه به خواص سیال عامل و شرایط عملیاتی لوله گرمایی انتخاب می‌شود. لوله گرمایی از نوع ترموسیفون بر اساس روابط و خواص سیال و جنس بدنه در شرایط عملکردی در دمای بالا طراحی، ساخته‌ و بررسی می‌شود. در این مقاله، عوامل موثر در انتقال حرارت لوله گرمایی ازجمله ضرایب انتقال حرارت داخلی تبخیرکننده و چگالنده، ضریب هدایت حرارتی به صورت تجربی و شبیه سازی عددی بررسی و نتایج آن به‌صورت نمودار گزارش شده است. نتایج نشان می‌دهند، لوله گرمایی در شار گرمایی 278 وات عملکرد بهتری داشته و هرچه به شرایط طراحی نزدیکتر می‌شود، عملکرد قابل قبولی ارائه می‎دهد.

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

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 hightemperature 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.