Дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки

Дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки

The paper presents the experimental results on the permeability of metal felt capillary-porous structures with a fiber diameter of 10—50 μm at porosity values from 57% to 90% when the fluid filtration occurs along the felt plane. It is determined that the permeability depends on the geometric parame...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2020
Main Authors: Kravets, Vladimir, Melnyk, Roman, Chervoniuk, Andrii, Shevel, Ievgen
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2020
Subjects:
теплова труба
проникність
капілярно-пориста структура
пористість
діаметр волокна
Online Access:https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2020.3-4.47
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Technology and design in electronic equipment

Institution

Technology and design in electronic equipment
id oai:tkea.com.ua:article-106
record_format ojs
institution Technology and design in electronic equipment
baseUrl_str
datestamp_date 2025-12-16T20:32:04Z
collection OJS
language Ukrainian
topic теплова труба
проникність
капілярно-пориста структура
пористість
діаметр волокна
spellingShingle теплова труба
проникність
капілярно-пориста структура
пористість
діаметр волокна
Kravets, Vladimir
Melnyk, Roman
Chervoniuk, Andrii
Shevel, Ievgen
Дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки
topic_facet heat pipe
permeability
capillary-porous structure
porosity
fiber diameter
теплова труба
проникність
капілярно-пориста структура
пористість
діаметр волокна
format Article
author Kravets, Vladimir
Melnyk, Roman
Chervoniuk, Andrii
Shevel, Ievgen
author_facet Kravets, Vladimir
Melnyk, Roman
Chervoniuk, Andrii
Shevel, Ievgen
author_sort Kravets, Vladimir
title Дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки
title_short Дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки
title_full Дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки
title_fullStr Дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки
title_full_unstemmed Дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки
title_sort дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки
title_alt Investigating permeability of metal felt capillary structures of heat pipes for cooling electronics
description The paper presents the experimental results on the permeability of metal felt capillary-porous structures with a fiber diameter of 10—50 μm at porosity values from 57% to 90% when the fluid filtration occurs along the felt plane. It is determined that the permeability depends on the geometric parameters of the capillary structure (fiber diameter), porosity and direction of fluid filtration. In previous permeability studies, no attention was paid to the direction of fluid movement in the capillary structure. It was believed that the metal felt structure is isotropic and the permeability was studied for cross-fiber filtration. In reality, unlike regular capillary structures (powder), metal felt structures are anisotropic and their characteristics depend on the direction of fluid filtration. In heat pipes, the capillary structure fibers are mostly positioned parallel to the axis of the pipe, and thus the fluid moves from the condensation zone to the evaporation zone along the fibers.It was shown that at a porosity of 55—70%, the value of permeability does not depend on the direction of filtration. In the porosity range from 70% to 90%, error can exceed 50%. In this porosity range, the permeability value at cross-fiber filtration significantly exceeds the permeability value at longitudinal filtration.This proves that the calculation relations for determining the permeability coefficients of metal felt capillary-porous structures obtained for cross-fiber filtration cannot be used to calculate heat pipes.Analyzing the results and processing the obtained experimental data allowed proposing an empirical dependence that generalizes the data with an error of up to 20% in the whole range of the studied porosity values.The research results can be used to design heat pipes with maximum heat transfer characteristics for cooling electronics.
publisher PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
publishDate 2020
url https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2020.3-4.47
work_keys_str_mv AT kravetsvladimir investigatingpermeabilityofmetalfeltcapillarystructuresofheatpipesforcoolingelectronics
AT melnykroman investigatingpermeabilityofmetalfeltcapillarystructuresofheatpipesforcoolingelectronics
AT chervoniukandrii investigatingpermeabilityofmetalfeltcapillarystructuresofheatpipesforcoolingelectronics
AT shevelievgen investigatingpermeabilityofmetalfeltcapillarystructuresofheatpipesforcoolingelectronics
AT kravetsvladimir doslídžennâproniknostímetalovoloknistihkapílârnihstrukturteplovihtrubdlâoholodžennâelektroníki
AT melnykroman doslídžennâproniknostímetalovoloknistihkapílârnihstrukturteplovihtrubdlâoholodžennâelektroníki
AT chervoniukandrii doslídžennâproniknostímetalovoloknistihkapílârnihstrukturteplovihtrubdlâoholodžennâelektroníki
AT shevelievgen doslídžennâproniknostímetalovoloknistihkapílârnihstrukturteplovihtrubdlâoholodžennâelektroníki
first_indexed 2025-09-24T17:30:13Z
last_indexed 2025-12-17T12:06:22Z
_version_ 1851774501583323136
spelling oai:tkea.com.ua:article-1062025-12-16T20:32:04Z Investigating permeability of metal felt capillary structures of heat pipes for cooling electronics Дослідження проникності металоволокнистих капілярних структур теплових труб для охолодження електроніки Kravets, Vladimir Melnyk, Roman Chervoniuk, Andrii Shevel, Ievgen heat pipe permeability capillary-porous structure porosity fiber diameter теплова труба проникність капілярно-пориста структура пористість діаметр волокна The paper presents the experimental results on the permeability of metal felt capillary-porous structures with a fiber diameter of 10—50 μm at porosity values from 57% to 90% when the fluid filtration occurs along the felt plane. It is determined that the permeability depends on the geometric parameters of the capillary structure (fiber diameter), porosity and direction of fluid filtration. In previous permeability studies, no attention was paid to the direction of fluid movement in the capillary structure. It was believed that the metal felt structure is isotropic and the permeability was studied for cross-fiber filtration. In reality, unlike regular capillary structures (powder), metal felt structures are anisotropic and their characteristics depend on the direction of fluid filtration. In heat pipes, the capillary structure fibers are mostly positioned parallel to the axis of the pipe, and thus the fluid moves from the condensation zone to the evaporation zone along the fibers.It was shown that at a porosity of 55—70%, the value of permeability does not depend on the direction of filtration. In the porosity range from 70% to 90%, error can exceed 50%. In this porosity range, the permeability value at cross-fiber filtration significantly exceeds the permeability value at longitudinal filtration.This proves that the calculation relations for determining the permeability coefficients of metal felt capillary-porous structures obtained for cross-fiber filtration cannot be used to calculate heat pipes.Analyzing the results and processing the obtained experimental data allowed proposing an empirical dependence that generalizes the data with an error of up to 20% in the whole range of the studied porosity values.The research results can be used to design heat pipes with maximum heat transfer characteristics for cooling electronics. Наведено результати експериментального дослідження проникності пористих металоволокнистих капілярних структур (МВКС) з діаметром волокон 10 — 50 мкм і пористістю 57 — 90% за умов фільтрації рідини вздовж площини войлокування. Встановлено, що проникність залежить від геометричних параметрів МВКС (діаметра волокон), пористості та напрямку фільтрації рідини. При цьому у попередніх дослідженнях проникності в основному не звертали уваги на напрям руху рідини в капілярній структурі, оскільки вважалося, що металоволокниста структура є ізотропною, і дослідження проникності проводилося при фільтрації поперек волокон. Реально ж, на відміну від регулярних капілярних структур (порошкових), металоволокнисті структури є анізотропічними, тобто їхні характеристики залежать від напрямку фільтрації рідини. В теплових трубах волокна МВКС розташовуються переважно паралельно вісі труби, тому рух рідини від зони конденсації до зони випаровування відбувається вздовж волокон.Було встановлено, що при пористості від 55 до приблизно 70% проникність не залежить від напрямку фільтрації, а вже в області пористості від 70% до граничних значень похибка може досягати 50%. У цьому діапазоні пористості проникність при фільтрації рідини поперек волокон значно вище, ніж при фільтрації вздовж волокон. З цієї причини очевидно, що відомі розрахункові співвідношення для визначення коефіцієнтів проникності МВКС, отримані при фільтрації рідини поперек волокон, не можуть бути застосовані для розрахунків теплових труб. За результатами аналізу і обробки отриманих експериментальних даних запропоновано емпіричну залежність, яка узагальнює їх з похибкою до 20% у всьому діапазоні досліджуваних значень пористості.Результати проведених досліджень можуть бути використані для проектування теплових труб з максимальними теплопередавальними характеристиками для охолодження електронної техніки. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2020-08-27 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2020.3-4.47 10.15222/TKEA2020.3-4.47 Technology and design in electronic equipment; No. 3–4 (2020): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 47-52 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 3–4 (2020): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 47-52 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2020.3-4 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2020.3-4.47/96 Copyright (c) 2020 Kravets V. Y., Melnyk R. S., Chervoniuk A. A., Shevel Ye. V. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Similar Items