초록 ▼

□ 연구개요
○ 고성능의 상변화 열전달 기기인 히트파이프(heat pipe)를 대상으로 다수의 분산된 비균일 열원이 산재하는 발열장치의 열제어 적용되는 경우의 성능 특성을 실험적 및 해석적으로 규명하기 위한 연구를 수행하였으며, 아래와 같이 선정된 대표적 히트파이프의 형태들을 대상으로 하였음.
- 원형 단면 히트파이프
- 사각 단면 히트파이프
- 루프히트파이프
- 마이크로 히트파이프
○ 설계변수 및 작동변수가 히트파이프의 열성능에 미치는 영향을 실험적으로 규명.
○ 확보된 성능특성을 토대

□ 연구개요
○ 고성능의 상변화 열전달 기기인 히트파이프(heat pipe)를 대상으로 다수의 분산된 비균일 열원이 산재하는 발열장치의 열제어 적용되는 경우의 성능 특성을 실험적 및 해석적으로 규명하기 위한 연구를 수행하였으며, 아래와 같이 선정된 대표적 히트파이프의 형태들을 대상으로 하였음.
- 원형 단면 히트파이프
- 사각 단면 히트파이프
- 루프히트파이프
- 마이크로 히트파이프
○ 설계변수 및 작동변수가 히트파이프의 열성능에 미치는 영향을 실험적으로 규명.
○ 확보된 성능특성을 토대로 현상을 분석하고 해석적 모델을 구축하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 본 연구는 3년간 다음과 같은 연차별 내용을 주로 하여 진행되었음.
- 1차년: 비균일 다중 열원을 갖는 원관형 히트파이프
- 2차년: 비균일 다중 열원을 갖는 사각 단면 히트파이프
- 3차년 - 4차년: 루프히트파이프(LHP) 및 마이크로 히트파이프
○ 원형단면 및 사각단면 히트파이프의 제작과 실험:
- 작동변수로 열부하와 작동온도, 성능변수로 유효열전도율과 열저항을 고려하였음.
- 다수의 비균일 열원들로 다양한 열부하 분포 조건에서 실험을 수행하였음.
- 균일 분포 열부하의 경우와 성능을 비교 분석하였음.
- 수력직경 10 mm, 길이 1 m, 열부하 750 W 이내의 범위에서 수행하였음.
○ 루프히트파이프의 제작/실험/모델링:
- 평판형 증발부와 독자적 모세관 구조물로 LHP를 설계 제작하였음.
- 증발부 크기 40X40 mm, 열이송 거리 0.6 m, 최대 열부하 350 W 범위에서 다양한 조건으로 성능 실험을 수행하였음.
- 이론 및 해석적 방법으로 LHP의 새로운 해석적 모델을 도출하였음.
- 모델의 예측 결과는 실험결과와 비교 분석을 통해 타당성을 구비하였음.
○ 마이크로 히트파이프(MHP)의 모델링
- MHP의 정상상태 및 천이상태 해석 모델을 개발하였음.
- MHP 모델에 thin - film 이론을 적용한 새로운 모델을 제시하였음.
○ SCI급 국제저널에 4편의 논문을 게재 완료하였으며, 국제전문학술대회 7회, 국내전문학술대회 3회의 논문을 발표하였음. 이외에 현재 SCI급 국제저널에 1편이 게재확정, 1편이 심사 중임. 연구목표 대비 수행결과가 우수함.

□ 연구개발결과의 중요성
○ 고효율 열전달 장치/기기 및 히트파이프 관련 학문의 발전에 기여함.
- 히트파이프 내 상변화를 이용한 고효율 열전달에 대한 실험자료 확보
- 모델링 및 성능 예측에 활용할 수 있는 토대 구축.
○ 연구결과는 다양한 최근 및 미래 적용처에서 장치/부품의 열제어에 활용 가능함.
- 고출력 전자·통신장비 내 분산 배치된 다수의 발열 모듈 및 부품의 냉각
- 다양한 형태의 신재생에너지 기기에서 냉각과 열제어
○ 관련 산업체에서 실용제품의 개발을 위한 기술적 토대를 구축함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구목표 ... 4
• 나. 연구범위 및 방법 ... 4
• 다. 연차별 추진 계획 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 가. 원형 단면 및 사각단면 히트파이프 연구결과 ... 4
• 나. 루프히트파이프(LHP: Loop Heat Pipe) 연구결과 ... 8
• 다. 마이크로 히트파이프(MHP)의 모델링 ... 14
• 라. 연구결과 논문 ... 18
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 38