초록 ▼

물이나 에틸렌 글리콜 같은 기본유체에 비해서 나노입자를 기본유체에 첨가한 나노유체가 뛰어난 열전달 성능의 향상을 보이고 있다는 결과들이 발표 되고 있다. 이로 인하여 차세대 냉각유체로서 나노유체에 관한 연구들이 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 따라서 이러한 열전달 성능이 뛰어난 나노유체를 작동 유체로 사용하는 히트파이프의 성능실험 결과들 또한 발표 되고있다. 이번 연구는 열전달 성능 실험을 통하여 히트파이프의 성능의 향상을 확인하고, 성능 향상의 원인을 분석하여 나노유체를 사용한 히트파이프의 성능향상 메커니즘을 확인 한다. 나노유

물이나 에틸렌 글리콜 같은 기본유체에 비해서 나노입자를 기본유체에 첨가한 나노유체가 뛰어난 열전달 성능의 향상을 보이고 있다는 결과들이 발표 되고 있다. 이로 인하여 차세대 냉각유체로서 나노유체에 관한 연구들이 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 따라서 이러한 열전달 성능이 뛰어난 나노유체를 작동 유체로 사용하는 히트파이프의 성능실험 결과들 또한 발표 되고있다. 이번 연구는 열전달 성능 실험을 통하여 히트파이프의 성능의 향상을 확인하고, 성능 향상의 원인을 분석하여 나노유체를 사용한 히트파이프의 성능향상 메커니즘을 확인 한다. 나노유체를 사용한 히트파이프의 성능 향상 원인은 나노유체의 열전도도의 향상과 나노입자의 코팅효과로 인한 열전달 면적의 증가 이다.

Abstract ▼

In the present study, the effects of nanofluids on the thermal performance of heat pipes are experimentally investigated by testing circular screen mesh wick heat pipes using the water-based $Al_{2}O_{3}$ nanofluids with the volume fraction of 1.0 Vol.% and 3.0 Vol.%. The wall temperature

In the present study, the effects of nanofluids on the thermal performance of heat pipes are experimentally investigated by testing circular screen mesh wick heat pipes using the water-based $Al_{2}O_{3}$ nanofluids with the volume fraction of 1.0 Vol.% and 3.0 Vol.%. The wall temperature distributions and the thermal resistances between the evaporator and the adiabatic sections are measured and compared with those for the heat pipe using DI water. The averaged evaporator wall temperatures of the heat pipes using the water-based $Al_{2}O_{3}$ nanofluids are much lower than those of the heat pipe using DI water. The difference temperature between the evaporator and adiabatic sections ranges from 11.1oC to 26.8oC. Also, the thermal resistance of the heat pipe with the waterbased $Al_{2}O_{3}$ nanofluids of 3.0 Vol.% is significantly reduced by about 40% at the evaporator-adiabatic section. These experimental results implicitly show that the waterbased $Al_{2}O{3}$ nanofluids as the working fluid instead of DI water can enhance the maximum heat transport rate of the heat pipe. From the observation of the screen mesh wick which is used at the experiment, the formation of a coating layer by nanoparticles is observed. Based on the observation, it is shown that the primary enhancement mechanism on the enhancement of the thermal performance for the heat pipe is the effect of the coating layer because the layer can not only extend the evaporation surface with high heat transfer performance but also improve the surface wettability and capillary wicking performance.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 목차...3
• 연구결과 개요 보고서...4
• 영문 요약문...6
• 연구 내용 및 결과...7
• 1. 서론...7
• 1-1. 나노유체의 특성...7
• 1-2. 연구개요...7
• 2. 나노유체 히트파이프의 열전달 성능 향상 원인 예측...10
• 3. 실험장치 및 방법...12
• 3-1. 알루미나(Al2O3) 나노유체의 제작...12
• 3-2. 히트파이프의 제작...14
• 3-3. 열전도도 측정 장치...15
• 3-3-1. 열전도도 측정 장치(Transient Hot Wire 방법)...16
• 3-3-2. 열전도도 측정 장치(Quasi-Steady State 방법) ...17
• 3-4. 히트파이프의 성능 실험 장치 ...18
• 4. 실험결과 및 고찰...19
• 4-1. Transient Hot Wire 방법을 이용한 알루미나(Al2O3) 나노유체의 열전도도 측정 결과 ...19
• 4-2. Quasi-Steady State 방법을 이용한 알루미나(Al2O3) 나노유체의 열전도도 측정 결과...20
• 4-3. 알루미나(Al2O3) 나노유체를 작동유체로 사용한 히트파이프와 DI-Water를 작동유체로 사용한 히트파이프이 성능 측정 결과...22
• 5. 결론...27
• 6. 연구실적...28
• 7. 참고문헌...29