نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر

مطالعه تجربی و عددی اثر دمای اواپراتور بر جریان و انتقال حرارت در یک لوله حرارتی نوسانی حلقه بسته با مبرد R600a

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
10.22060/mej.2026.25432.7945
چکیده
لوله‌های حرارتی نوسانی حلقه بسته نوعی مبدل حرارتی هستند که با تبخیر و تقطیر یک سیال، گرما را از منبع گرم به منبع سرد منتقل می‌کنند. در پژوهش‌های فراوانی با استفاده از مبردهای مرسوم، عملکرد حرارتی لوله‌های حرارتی نوسانی بررسی شده است. در این پژوهش با توجه به اثرات ناچیز زیست محیطی مبرد R600a و تمایل به استفاده از آن در صنعت تبرید، از این مبرد استفاده شده و اثرات دمای اواپراتور بر عملکرد لوله حرارتی نوسانی بررسی شده است. به این منظور، یک لوله حرارتی نوسانی حلقه بسته آزمایشگاهی با سه دور رفت و برگشت ساخته شد و علاوه بر انجام آزمایشات، عملکرد دستگاه ساخته شده به صورت عددی نیز شبیه سازی گردید. حل عددی معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود در نرم افزار انسیس- فلوئنت انجام شد. در این تحلیل، جریان از نوع آشفته و دارای دو فاز مایع و بخار در نظر گرفته شد. دمای کندانسور 15 و دمای اواپراتور بین 30 تا 80 درجه تغییر کرد. پس از انجام آزمایشات و حل عددی، مقدار گرمای انتقال یافته از اواپراتور به کندانسور در حالات مختلف محاسبه شد. نتایج نشان داد که در دمای اواپراتور 30 درجه سلسیوس میزان انتقال حرارت 9/0 وات است و با افزایش دمای اواپراتور به 80 درجه، انتقال حرارت تا 8/10 وات افزایش می‌یابد. افزایش بیشتر دمای اواپراتور ممکن است دستگاه را به مرز خشک‌شدگی برساند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental and numerical study of the effect of evaporator temperature on flow and heat transfer in a closed-loop oscillating heat pipe with R600a refrigerant

نویسندگان English

Kamran Mobini
Shaban Alyari-Shourehdeli
Mahdi Saeedi
Shahid Rajaee teacher training university
چکیده English

Closed-loop oscillating heat pipes are a type of heat exchanger that transfers heat from a hot source to a cold source by evaporating and condensing a fluid. In many studies using conventional refrigerants, the thermal performance of oscillating heat pipes has been investigated. In this study, due to the negligible environmental effects of the refrigerant R600a and the tendency to use it in the refrigeration industry, this refrigerant was used and the effects of evaporator temperature on the performance of the oscillating heat pipe were investigated. For this purpose, a laboratory closed-loop oscillating heat pipe with three reciprocating cycles was constructed and in addition to conducting experiments, the performance of the constructed device was also simulated numerically. The governing equations were numerically solved using the finite volume method in the ANSYS-Fluent software. In this analysis, the flow was considered turbulent and had two phases of liquid and vapor. The condenser temperature was 15 and the evaporator temperature was changed between 30 and 80 degrees. The results showed that at an evaporator temperature of 30 degrees Celsius, the heat transfer rate was 0.9 watts, and with an increase in the evaporator temperature to 80 degrees, the heat transfer increases to 10.8 watts. A further increase in the evaporator temperature may bring the device to the drying limit.

کلیدواژه‌ها English

closed-loop oscillating heat pipe
cooling
empirical study
numerical simulation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 16 شهریور 1405