Experimental and theoretical study of two-phase heat pipe

• Published in: Journal of Engineering Vol. 19; no. 6; pp. 668 - 685
• Main Authors: Ammuri, Karimah Ismail, Abd Allah, Muhannad Latif
• Format: Journal Article
• Language: Arabic; English
• Published: Baghdad, Iraq University of Baghdad, College of Engineering 2013
• Subjects: Fluid dynamics; Pipe; Two-phase flow; الأنابيب; ديناميكا الموائع
• ISSN: 1726-4073; 2520-3339

In this study, thermal characteristics of a two-phase closed heat pipe were investigated experimentally and theoretically. A two-phase closed heat pipe (copper container, Fluorocarbon FC-72 (C6F14) working fluid) was fabricated to examine its performance under the effect of input heat flux range of 250–1253 W/m2, 70 % fill charge ratio and various tilt angles. The temperature distribution along the heat pipe, input heat to evaporator section, and output heat from condenser were monitored. A comprehensive mathematical model was developed to investigate the steadystate heat transfer performance of a two-phase closed heat pipe. A steady state analytical model, is presented to determine important parameters on the design of two-phase closed heat pipe, including temperature levels and heat transfer coefficients for condenser and evaporator. The experimental and simulation results of this work are found in good agreement. The experimental boiling heat transfer coefficients were compared with existing previously reported correlations.
تم في هذه الدراسة التحقيق عملياً و نظرياً في المواصفات الحرارية لأنبوب حراري ثنائي الطور. تم تصنيع انبوب حراري مغلق (حاوية من النحاس و مائع تشغيلي فلوروآاربون) لفحص أداءه بتأثير مدى فيض حراري مسلط عليه يتراوح بين 250 إلى1253، واط/م (70%) نسبة شحن وعند زوايا ميل مختلفة. تم تحديد توزيع درجات الحرارة على جدار الأنبوب الحراري كمية الحرارة الداخلة إلى المبخر و كمية الحرارة الخارجة من المكثف. وضع نموذج رياضي شامل لدراسة أداء النقل الحراري المستقر على أنبوب حراري مغلق و ثنائي الطور. تم عرض نموذج تحليلي لدراسة تأثير عوامل مهمة على تصميم الأنبوب الحراري، و تضم مستوى درجات الحرارة و معامل انتقال الحرارة للمكثف و المبخر. و جد توافق جيد بين النتائج التجريبية و النظرية. كما قورنت النتائج التجريبية لمعامل انتقال الحرار للغليان مع علاقات متوفرة في الأدبيات السابقة.