Birbiriyle karışmayan akışkanlar, her bir saf bileşenin sebep olabileceği termo-hidrodinamik farklılık nedeniyle, atımlı ısı boruları (PHP’ler) için çalışma esnekliği sağlar. Bu kapsamda, bu çalışma su bazlı karışmayan akışkan çiftleri ile yüklenmiş üniform olmayan atımlı ısı borularının termo-akışkan analizine odaklanmaktadır. Araştırma parametreleri; 0º ve 90º eğim açıları (IA) aracılığıyla yer çekimi etkisini ve su (W) – hekzan (H) ve su (W) – pentan (P) olmak üzere iki farklı su bazlı karışmayan ikili akışkanlar aracılığıyla akışkan çifti etkisini kapsamaktadır. Hacimsel karışım oranları; W:H=1:1, 1:4, 4:1, 1:0, 0:1 ve W:P=1:1, 1:4, 4:1, 1:0, 0:1’dir ve üniform olmayan düz plaka tipi atımlı ısı borusu (FP-CLPHP) alternatif sıralı paralel kanallara sahiptir. Deneyler %40 dolum oranında (FR=40%) yapılmıştır ve akış olayları görüntülenmiştir. Bazı sonuçlar şu şekildedir: düşey konumda, su-pentan ikili akışkanlarına sahip FP-CLPHP’ler, saf akışkanlı olanlara kıyasla daha iyi ısıl performans göstermiştir. Özellikle, W:P=1:1’in ısı transfer karakteristikleri bütün saf ve ikili akışkanlar arasında en iyidir. Diğer taraftan, üniform olmayan tasarım ve uygun termo-fiziksel özelliklerin birleşiminin bir sonucu olarak, saf pentan, saf hekzan veya W:P=1:4 ikili akışkanıyla yüklü FP-CLPHP’ler yer çekimi kuvvetinden bağımsız çalışabilir.
217M341
Immiscible fluids may provide operational flexibility for pulsating heat pipes (PHPs) due to thermo-hydrodynamic diversity lead by each pure component. In this regard, present paper focuses on the thermo-fluidic analysis of non-uniform pulsating heat pipes charged with water-based immiscible fluid pairs. Research parameters cover gravity effect via the inclination angles (IA) of 0o and 90o, and fluid pair effect via two different water-based immiscible binary fluids as Water (W) – Hexane (H), and Water (W) – Pentane (P). The volumetric mixing ratios are W:H=1:1, 1:4, 4:1, 1:0, 0:1, and W:P=1:1, 1:4, 4:1, 1:0, 0:1; and the non-uniform flat plate type pulsating heat pipe (FP-CLPHP) has alternating-sequence parallel channels. The experiments are performed at the filling ratio of 40% (FR=40%), and flow phenomena is visualized. As some conclusions; at vertical orientation, the FP-CLPHPs having binary fluids of water-pentane show better thermal performance compared to the pure counterparts. Especially, the heat transfer characteristics of W:P=1:1 are the best ones among all the pure and binary fluids. On the other hand, as a conclusion of combination of non-uniform design and suitable thermophysical properties, the FP-CLPHPs charged with pure pentane, pure hexane or binary fluid of W:P=1:4 can work independent from gravitational force.
The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK)
217M341
The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK) supported this study with the project number of 217M341.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Engineering |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Project Number | 217M341 |
Publication Date | January 26, 2024 |
Published in Issue | Year 2024 Volume: 12 Issue: 1 |