مطالعه عددی و تجربی پارامترهای موثر بر کارایی حرارتی لوله‌های گرمایی دایروی مستقیم دو سر خنک شونده با تبخیرکننده میانی

Abstract

لوله گرمایی وسیله‌ای کارآمد در انتقال حرارت می‌باشد و می‌تواند مقادیر بزرگی از گرما را با اختلاف دمای اندک بین منبع گرم و سرد به سرعت انتقال دهد. در مطالعه حاضر از یک روش شبیه‌سازی عددی دو بعدی برای تحلیل کارایی حرارتی لوله‌های گرمایی دو سر خنک شونده با تبخیرکننده میانی و بررسی تاثیر شرایط عملکرد، مشخصات فتیله و محفظه نگهدارنده بر روی آن استفاده شد. معادلات حاکم توسط نرم‌افزار انسیس فلوئنت گسسته‌سازی شده و سپس با استفاده از شرایط مرزی مناسب حل گردید. پروفیل دمای دیواره لوله گرمایی بدست آورده شد. سپس برای اعتبارسنجی نتایج و همچنین بررسی اثر استفاده از دو چگالنده بر روی مقاومت حرارتی لوله‌های گرمایی از یک مجموعه آزمایشگاهی استفاده شد. نتایج حل عددی با نتایج تجربی و عددی معتبر مورد مقایسه قرار گرفت که دارای تطابق بسیار خوب و قابل قبولی بود. نتایج نشان داد که لوله‌های گرمایی دو سر خنک شونده نسبت به لوله‌های گرمایی معمولی مقاومت حرارتی کمتری داشتند. مقدار مقاومت حرارتی با افزایش میزان ضخامت و تخلخل فتیله افزایش پیدا می‌کرد. اما افزایش طول تبخیرکننده و چگالنده‌ها و همچنین افزایش ضخامت و قطر داخلی محفظه نگهدارنده موجب کاهش مقاومت حرارتی می‌گردید. نتایج همچنین نشان داد که لوله‌های گرمایی که در ساخت محفظه نگهدارنده و فتیله آنها از موادی با ضریب هدایت حرارتی بالاتری استفاده شده بود مقاومت حرارتی کمتری داشتند. در نهایت مشخص شد که میزان افزایش توان حرارتی بر روی مقاومت حرارتی تاثیر قابل توجهی نداشت.