การศึกษาและพัฒนาโครงสร้างวิกสำหรับฮีตไปป์

Abstract

ฮีตไปป์เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนชนิดหนึ่ง ซึ่งมีจุดเด่นคือสามารถถ่ายเทความร้อนด้วย Heat Flux ที่สูงมาก ภายใต้ผลต่างของอุณหภูมิที่มีค่าน้อย ผลงานวิจัยนี้เป็นการสร้างและทดสอบสมรรถนะการถ่ายเทความร้อนของแท่งฮีตไปป์ที่สามารถสร้างได้โดยง่ายด้วยเทคนิคที่เป็นที่รู้จักทั่วไป ฮีตไปป์นี้ทำมาจากท่อทองแดง และมีวิกเป็นตาข่ายสแตนเลส เบอร์ 100 และ 120 ท่อมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากับ 18.7 mm. และมีความยาวเท่ากับ 1.25 m บรรจุของไหลใช้งานคือ R-12 มีส่วนของการระเหย 0.5 m มีส่วนของการควบแน่น 0.5 m และมีส่วนที่ไม่มีการถ่ายเทความร้อน (Adiabatic section) 0.25 m การทดลองเพื่อหาสมรรถนะของแท่งฮีตไปป์ ทำโดยการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างน้ำเข้าและน้ำออก ทั้งทางด้านส่วนของการระเหยและส่วนของการควบแน่น โดยให้อุณหภูมิทางด้านส่วนของการระเหยเท่ากับ 60 ํC ส่วนอุณหภูมิของส่วนของการควบแน่นเท่ากับ 30-35 ํC ในการทดลองได้กระทำที่มุมฮีตไปป์หลายๆ ค่า ผลการทดลองพบว่าฮีตไปป์ที่ใช้ในงานวิจัยนี้ทำงานได้ดีเมื่อมีแรงโน้มถ่วงช่วย (ส่วนของการควบแน่นสูงกว่าส่วนของการทำระเหย) โดยได้ค่า Heat Flux สูงสุดเท่ากับ 823.345 kW/m[superscript 2] สำหรับตาข่ายเบอร์ 100 และ 120 ตามลำดับ ค่าสูงสุดดังกล่าวเกิดขึ้นที่มุมฮีตไปป์ psi ประมาณ -135 องศา สมรรถนะของฮีตไปป์ตามงานวิจัยนี้ดีกว่าฮีตไปป์แบบไม่มีวิกเล็กน้อย และดีกว่าฮีตไปป์แบบเดียวกันที่ใช้ของไหลใช้งานเป็น R-11 ของงานวิจัยก่อนหน้านี้ การปรับปรุงฮีตไปป์ให้สามารถทำงานต้านแรงโน้มถ่วงได้ ต้องใช้ mesh ที่ละเอียดขึ้นหรือเปลี่ยนชนิดของวิก หรือการใช้ของไหลใช้งานอื่นที่มีค่าเมอริทสูงขึ้น