Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An effect of binary fluid on the thermal performance of pulsation heat pipe

Barrak Anwar S., Ali Nawfal M, Ali Hussein Hayder Mohammed

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2022

|

Vol. 27, no. 1

21--34

EN

A pulsation heat pipe is an efficient heat pipe used in many engineering applications. This study aims to test the effect of working fluids on the thermal performance of pulsation heat pipe. Seven turned pulsation heat pipes were designed and manufactured from a copper pipe with a 3.5 mm inner diameter. The lengths of an evaporation part, an adiabatic passage, and a condenser part were 300 mm, 210 mm, and 300 mm, respectively. In this study, three different fluids were used as the working fluid: distilled water, methanol, and binary fluid (a mixture of water and methanol) with a 50% filling ratio. Compared to water, the experimental results suggested that methanol had a better thermal performance when used as a working fluid in the PHP. On the other hand, a binary fluid enhanced the lower thermal performance of water (29% reduction in the thermal resistance and a 20% increase in the effective thermal conductivity of the PHP).

2

Experimental measurements of gravity heat pipe with NH3 medium to obtain low-potential geothermal heat

Vantúch M., Kapjor A., Bánovčan R., Kadúchová K.

Structure and Environment

|

2018

|

Vol. 10, no. 1

82--86

EN

Earth / water heat pumps using vertical heat exchangers do not require large areas and do not depend on the intensity of the sun’s radiation that strikes the surface of the earth. Vertical heat exchangers work efficiently in virtually all geological environments, except for low thermal conductivity soils such as dry sand or dry gravel. As the forced circulation media is selected anti-freeze mixtures with water in proportion to the requirements of the operating conditions. Circulation of the working medium in the deep hole requires circulation pump. The paper presents a design of equipment for the usage of low- potential heat collected from rock in a deep borehole by means of heat pipes (HP). Part of the paper deals with the processing of measurement results gathered from the comparative experimental equipment requiring forced and unforced circulation (heat pipe) of the working substance on the primary side of the heat pump.

PL

Gruntowe pompy ciepła współpracujące z wymiennikami pionowymi nie wymagają znacznej powierzchni terenu i nie są uzależnione od natężenia promieniowania słonecznego padającego na powierzchnię Ziemi. Gruntowe pionowe wymienniki ciepła działają wydajnie praktycznie w większości gruntów, oprócz tych o niskiej przewodności cieplnej takich jak suchy piasek czy suchy żwir. Czynnikiem roboczym jest niezamarzający roztwór wodny o składzie wynikającym z wymagań eksploatacyjnych. Przepływ czynnika w obiegu zapewnia pompa cyrkulacyjna. Artykuł prezentuje projekt układu do odzysku niskotemperaturowej energii geotermalnej przy użyciu pompy ciepła współpracującej z pionowym wymiennikiem gruntowym. Część artykułu dotyczy obróbki danych pomiarowych zebranych porównawczo dla obiegu wymuszonego i cyrkulacji naturalnej (jako rura cieplna) czynnika roboczego.

3

Flat polymer loop thermosyphons

Vasiliev L., Grakovich L., Rabetsky M., Zhuravlyov A., Vassiliev Jr. L.

Archives of Thermodynamics

|

2018

|

Vol. 39, no 1

75--90

EN

The flat horizontal polymer loop thermosyphon with flexible transport lines is suggested and tested. The thermosyphon envelope consists of a polyamide composite with carbon based high thermal conductive micro-, nanofilaments and nanoparticles to increase its effective thermal conductivity up to 11 W/(m°C). Rectangular capillary mini grooves inside the evaporator and condenser of thermosyphon are used as a mean of heat transfer enhancement. The tested working fluid is R600. Thermosyphon evaporator and condenser are similar in design, have a long service life. In this paper three different methods (transient, quasi-stationary, and stationary) have been used to determine the thermophysical properties of polymer composites used as an envelope of thermosyphon, which make it possible to design a wide range of new heat transfer equipment. The results obtained contribute to establish the viability of using polymer thermosyphons for ground heat sinks (solar energy storage), gas-liquid heat exchanger applications involving seawater and other corrosive fluids, efficient cooling of superconductive magnets impregnated with epoxy/carbon composites to prevent wire movement, enhance stability, and diminish heat generation.

4

The performance of H2O, R134a, SES36, ethanol, and HFE7100 two-phase closed thermosyphons for varying operating parameters and geometry

Andrzejczyk R., Muszyński T.

Archives of Thermodynamics

|

2017

|

Vol. 38, no. 3

3--21

EN

In this study, the influences of different parameters at performance two-phase closed thermosiphon (TPCT) was presented. It has been confirmed that the working fluid, as well as operating parameters and fill ratio, are very important factors in the performance of TPCT. The article shows characteristics of gravitational tube geometries, as well as the technical characteristic of the most important system components, i.e., the evaporator/condenser. The experiment’s plan and the results of it for the two-phase thermosiphon for both evaluated geometries with varying thermal and fluid flow parameters are presented. Experiments were performed for the most perspective working fluids, namely: water, R134a, SES36, ethanol and HFE7100. Obtained research proves the possibility to use TPCT for heat recovery from the industrial waste water.

5

Rury cieplne w systemie biernego ogrzewania infrastruktury drogowej

Zajączkowski B., Wlaźlak A.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2015

|

T. 46, nr 9

337--344

PL

W artykule przeanalizowano koncepcję biernego systemu ogrzewania infrastruktury drogowej w celu topienia lodu, śniegu i odparowania wilgoci. System może pracować w miejscach szczególnie niebezpiecznych - na zakrętach, podjazdach, mostach, wiaduktach, pasach startowych a także w budownictwie jednorodzinnym. Przedstawiono model obliczeniowo- projektowy takiego systemu uwzględniający modyfikacje konstrukcyjne sekcji parowania i skraplania. Zaproponowano kilka czynników średniotemperaturowych, w tym nowych czynników syntetycznych R1234yf oraz R1234ze(E), a także mieszanin zeotropowych do wypełnienia termosyfonów. Analizie poddano wartości transportowanych strumieni ciepła oraz granicznych limitów pracy termosyfonów.

EN

The paper presents the proposal of passive heating system transporting heat from the ground to immediately under heated surface. Heating system is capable of deicing, snow melting, and moisture evaporation from critical surfaces of road infrastructure. It is the most suitable at potentially unsafe locations, such as curves, ramps, bridges, viaducts, but can be also implemented under sidewalks or driveways. Cal-culations are conducted with computational model that takes into account modifications of evaporation and condensation sections. Several medium temperature refrigerants, including new synthetic refrigerants R1234yf and R1234ze(E), but also zeotropic mixtures, are discussed. Performance, heat flows and operating limits are calculated and compared.

6

Model matematyczno-fizyczny rury cieplnej ze strukturą kapilarną

Świrska-Perkowska J.

Roczniki Inżynierii Budowlanej

|

2010

|

z. 10

77--82

EN

In this work one described the functioning mechanism of heat pipe with capillary structure and one given types of heat pipes and their directions for use in building. Following one presented mathematical-physical model of heat pipe with capillary structure including balance equations of heat and mass for particular pipe zones (phases) together with physical equations and boundary conditions.

7

Visualization of heat transport in heat pipes using thermocamera

Nemec P., Caja A., Lenhard R.

Archives of Thermodynamics

|

2010

|

Vol. 31, no. 4

125-132

EN

Heat pipes, as passive elements show a high level of reliability when taking heat away and they can take away heat flows having a significantly higher density than systems with forced convection. A heat pipe is a hermetically closed duct, filled with working fluid. Transport of heat in heat pipes is procured by the change of state of the working fluid from liquid state to steam and vice versa and depends on the hydrodynamic and heat processes in the pipe. This study have been focused on observing the impact these processes have on the heat process, the transport of heat within the heat pipe with the help of thermovision. The experiment is oriented at scanning the changes in the surface temperatures of the basic structural types of capillary heat pipes in vertical position.

8

Numerical simulation of heat transfer and two-phase flow in a novel heat pipe cold plate

Ma Z., Yao S.

Archives of Thermodynamics

|

2009

|

Vol. 30, no. 1

45-62

EN

To solve high heat flux cooling problems in case of modern electronic appliances, a novel heat pipe cold plate is designed and developed. The heat pipe cold plate is uniquely-different from normal thermosyphons, in which the acetone-aluminum heat pipe construction is composed of eight vertical heat pipe branches with their upper ends and lower ends connected with each other by two horizontal heat pipe branches, respectively, which make the working vapour and liquid flow smooth within the internal flow space of the heat pipe cold plate. In this paper, based on previous experimental and theoretical studies, a mathematical model for numerical simulations of the vapour-liquid two-phase flow and heat transfer phenomena in the heat pipe cold plate is presented. Two-fluid-model is employed to describe flow characteristics and phase interaction between vapour and liquid phases. Differential equations are solved by finite volume method and IPSA algorithm is employed to consider the vapour-liquid coupling effect. Effects of the total heating power and the cooling water flow rate on wall temperature distribution and two-phase flow heat transfer characteristics are numerically simulated. Computation results well agree with experimental results. The novel heat pipe cold plate possesses excellent heat transfer characteristics and temperature uniformity performance; it can provide a much better cooling solution for multi-heat-source and high heat-flux cooling problems than forced-convection cooling techniques. Also, numerical solution established and realized in this paper can be used as a reference.

9

Heat pipes in electronics cooling - modelling and experiments

Legierski J.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2008

|

z. 115

69-78

EN

This paper presents the modelling and measurements of the heat and mass transfer in heat pipes. In a steady state the heat pipe is modelled as a very high thermal conductivity element. The transient model of the heat pipe includes the effects of liquid evaporation and condensation inside the heat pipe. The internal vapour flow has been fully simulated using computational fluid dynamics. The theory has been compared with experimental measurements using thermographic camera and contact thermometers. The main purpose of this study is to determine the effective heat pipe thermal conductivity in a transient state during the pipe operation start up and temperature increase.

PL

Rury cieplne zapewniają efektywne odprowadzanie ciepła z przyrządów i układów elektronicznych. W pracy autor podał przykłady implementacji tych ciepłowodów w systemach chłodzenia układów elektronicznych. W rozprawie wykazano, zarówno na drodze symulacji, jak i pomiarów, wzrost efektywności odprowadzania ciepła z układu, osiągnięty dzięki zastosowaniu rury cieplnej. W pracy przedstawiono zbudowany z wykorzystaniem oprogramowania ANSYS® model rury cieplnej dla stanów ustalonych, w którym zastąpiono rurę ciepłowodem o dużej przewodności cieplnej. We wstępie pracy przedstawiono podobne modele zamieszczone w literaturze, jednak w przeciwieństwie do autorów tych publikacji, w niniejszej rozprawie, wartość zastępczej przewodności termicznej rury cieplnej Xeg= 18000 W/(m-K), została wyznaczona na podstawie danych producenta. W kolejnym kroku, z wykorzystaniem oprogramowania FLUENTŽ zbudowano dynamiczny model CFD rury cieplnej, dodając napisane przez autora warunki brzegowe (parowanie i skraplanie). W symulacjach nie został zamodelowany powrotny ruch cieczy z skraplacza do parownika w materiale porowatym. Zastosowany model jest oryginalnym modelem, opracowanym przez autora pracy. W przeciwieństwie do znanych z literatury, dynamicznych modeli rury cieplnej wartość współczynnika parowania e w modelu Hertza - Knudsena nie została założona a priori, lecz wyznaczona w sposób eksperymentalny, dla danego, badanego typu rury cieplnej. W wyniku symulacji, otrzymano przebieg zmian zastępczej przewodności cieplnej rury w czasie A^/t). Otrzymane wartości Ą^dla rury cieplnej o średnicy 4mm, kwestionują wartość 18000 W/(m-K), otrzymaną na podstawie charakterystyk producenta, jako zbyt dużą. Otrzymane w wyniku symulacji wartości temperatury i ciśnienia w rurze są zbliżone wartości zamieszczanych w literaturze. Przeprowadzając symulacje udało się również dowieść, iż model CFD rury cieplnej, pierwotnie przeznaczony do analizy jej pracy w stanach dynamicznych, bardzo dobrze spełnia swoją rolę w symulacjach stanu ustalonego pracy tego ciepłowodu.

10

Intensyfikacja wymiany ciepła podczas wrzenia cieczy organicznych na gładkiej powierzchni rury w obecności pola elektrycznego

Bryszewska-Mazurek A., Mazurek W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 10

121-123

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu wrzenia czynnika R-245fa w obecności pola elektrycznego. Badano odparowanie czynnika na wewnętrznej powierzchni pionowej rury cieplnej.

EN

The paper presents experimental results of R-245fa boiling under the electric field. The evaporation on an inner surface of the vertical heat pipe was investigated.

11

Enhancement of cooling elements under high voltage using heat pipe

Bryszewska-Mazurek A., Mazurek W.

Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2003

|

Vol. 39, nr 14

27-34

EN

The work presents principles of operation of a heat pipe, types of heat pipes and heat pipe characteristics. Examples of heat pipe applications to cooling of electrical and electronic equipment have been given. The conception of a dielectric heat pipe (DHP) has been presented. Such a pipe can transfer heat from evaporator to condenser under high voltage. The dielectric heat pipe has been constructed and tested under high voltage. The characteristics of DHP performance have been presented.

12

Rury cieplne w inżynierii środowiska

Danielewicz J.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej. Monografie

|

2002

|

Vol. 74, nr 41

5--98

PL

Przedstawiono możliwości wykorzystania rur cieplnych, wydajnych urządzeń do przekazywania ciepła, w inżynierii środowiska. Omówiono wyniki badań eksperymentalnych procesów wymiany ciepła podczas wrzenia i kondensacji w rurach cieplnych. Badano rury cieplne z czterema rodzajami struktur kapilarnych: spiekane, metalowe włókna, siatki metalowe, rowki wzdłużne oraz rowki z siatkami. Dla struktury kapilarnej w postaci spiekanych włókien opracowano równania empiryczne służące do wyznaczania wartości współczynników wnikania ciepła podczas wrzenia i kondensacji cieczy. Jako cieczy roboczych użyto wody, metanolu i etanolu, które mogą być używane w urządzeniach stosowanych w inżynierii środowiska. Przedstawiono również wyniki badań wymiennika ciepła zbudowanego z dwufazowych zamkniętych termosyfonöw. Badania te posłużyły do weryfikacji modelu wymiennika ciepła. Na podstawie zaproponowanego modelu opracowano program komputerowy do analizy pracy, doboru i optymalizacji konstrukcji wymienników ciepła zbudowanych z dwufazowych termosyfonów zamkniętych.

EN

Highly effective devices for the heat transfer usage - heat pipes - in the environmental engineering are presented. Experimental results of heat exchange in boiling and condensation processes in the heat pipes were examined. Heat pipes with four different capillary structures were tested: longitudinal grooves, metal grids, grooves with grids and sintered metal fibres. For the capillary structure based on sintered fibres, the empirical formulas for the convective heat transfer coefficients in liquid boiling and condensation were developed. As the working fluid water, methanol and ethanol were chosen as the agents which could be applied in the installations used in the environmental engineering. The results of examination of the heat exchanger made of two-phase closed thermosyphons are also presented. The tests were done in order to verify the model of the heat exchanger. On the basis of the model proposed, a computer program for optimization of to work and selection, analysis and to construction optimization of the heat exchangers made of two-phase closed thermosyphons and heat pipes was created.

13

Moduły z rurami cieplnymi do chłodzenia układów i urządzeń elektronicznych

Legierski J., Więcek B.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

1999

|

Vol. 45, nr 3-4

419-432

PL

Artykuł przedstawia wykorzystanie rur cieplnych w układach chłodzących urządzeń i podzespołów elektronicznych, w szczególności dotyczy problematyki poprawy warunków odprowadzania ciepła w układach i urządzeniach elektronicznych poprzez zastosowanie rur cieplnych. Przedstawiono wyniki symulacji różnych typów radiatorów, jak również bardziej złożonych hybrydowych układów chłodzących, w których rurę cieplną zintegrowano z radiatorem. W celu weryfikacji wyników dokonano pomiarów zbudowanego w praktyce układu zbudowanego z zastosowaniem rur cieplnych i porównano otrzymane charakterystyki termiczne.

EN

This paper presents simulation of new cooling fins equipped with heat pipes for high power and high temperature electronic circuits and devices. Highly conductive heat pipe provides more effective energy dissipation to the ambient. Calculated thermal resistance shows quantitatively the improvement of cooling conditions for fins with heat pipe in comparison to traditional device. Thermographic measurements confirm that using heat pipes ensures the effective way of power removing in electronics.