Вплив основних обмежувальних факторів на границі теплоперенесення в теплових трубах з різними теплоносіями
Aluminium and copper heat pipes with grooved and metal fibrous capillary structure are high effective heat transfer devices. They are used in different cooling systems of electronic equipment like LED modules, microprocessors, receive-transmit modules and so on. However, thus heat pipes have heat tr...
Saved in:
| Date: | 2017 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2017
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2017.1-2.47 |
| 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-214 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
oai:tkea.com.ua:article-2142025-05-30T19:29:56Z The influence of the key limiting factors on the limitations of heat transfer in heat pipes with various working fluids Вплив основних обмежувальних факторів на границі теплоперенесення в теплових трубах з різними теплоносіями Melnyk, R. S. Nikolaenko, Yu. Yе. Kravets, V. Yu. Alekseik, Ye. S. LED module heat pipe capillary structure operation limits isobutan pentane water acetone теплова труба капілярна структура границі теплоперенесення ізобутан пентан вода ацетон світлодіодні модулі Aluminium and copper heat pipes with grooved and metal fibrous capillary structure are high effective heat transfer devices. They are used in different cooling systems of electronic equipment like LED modules, microprocessors, receive-transmit modules and so on. However, thus heat pipes have heat transfer limitations. There are few types of these limitations: hydraulic limitation, boiling limitation, liquid entrainment by vapor flow and sonic limitation. There is necessity to know which one of these limitations is determinant for heat pipe due to design process. At a present article calculations of maximum heat transfer ability represented. All these calculations were made for LED cooling by using heat pipes with grooved and metal fibrous capillary structures. Pentane, acetone, isobutane and water were used as a coolant. It was shown that the main operation limit for axial grooved heat pipe, which determinate maximum heat transfer ability due to inclination angle for location of cooling zone higher than evaporation zone case, is entrainment limit for pentane and acetone coolants. Nevertheless, for isobutane coolant the main limitation is a boiling limit. However, for heat pipes with metal fibrous capillary structure the main limitation is a capillary limit. This limitation was a determinant for all calculated coolants: water, pentane and acetone. For high porosity range of capillary structure, capillary limit transfer to sonic limit for heat pipes with water, that means that the vapor velocity increases to sonic velocity and can't grow anymore. Due to this, coolant can't in a needed quantity infill condensation zone and the last one drained. For heat pipes with acetone and pentane, capillary limit transfer to boiling limit. All calculations were made for vapor temperature equal to 50°C, and for porosity range from 30% to 90%. Визначено граничні значення теплової потужності, що переноситься тепловими трубами (ТТ) для систем охолодження світлодіодних модулів освітлювальних приладів, які зумовлені різними обмежувальними явищами. Показано, що ці граничні значення для теплових труб з канавчатою капілярною структурою, заправлених пентаном і ацетоном, обумовлені фактором винесення теплоносія, а заправлених ізобутаном кипінням в канавках. У теплових трубах з металоволокнистою капілярною структурою, заправлених водою, пентаном і ацетоном, визначальним обмеженням є капілярний тиск, який в області високих значень пористості капілярної структури змінюється обмеженням за звуковим запиранням парового каналу (для ТТ з водою) і обмеженням за кипінням (для ТТ з пентаном і ацетоном). Усі розрахунки проводилися для температури насичення 50°С при значеннях пористості від 30 до 90%. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2017-04-27 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2017.1-2.47 10.15222/TKEA2017.1-2.47 Technology and design in electronic equipment; No. 1-2 (2017): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 47-54 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 1-2 (2017): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 47-54 3083-6549 3083-6530 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2017.1-2.47/191 Copyright (c) 2017 R. S. Melnyk, Yu. Yе. Nikolaenko, V. Yu. Kravets, Ye. S. Alekseik http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| institution |
Technology and design in electronic equipment |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-05-30T19:29:56Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
теплова труба капілярна структура границі теплоперенесення ізобутан пентан вода ацетон світлодіодні модулі |
| spellingShingle |
теплова труба капілярна структура границі теплоперенесення ізобутан пентан вода ацетон світлодіодні модулі Melnyk, R. S. Nikolaenko, Yu. Yе. Kravets, V. Yu. Alekseik, Ye. S. Вплив основних обмежувальних факторів на границі теплоперенесення в теплових трубах з різними теплоносіями |
| topic_facet |
LED module heat pipe capillary structure operation limits isobutan pentane water acetone теплова труба капілярна структура границі теплоперенесення ізобутан пентан вода ацетон світлодіодні модулі |
| format |
Article |
| author |
Melnyk, R. S. Nikolaenko, Yu. Yе. Kravets, V. Yu. Alekseik, Ye. S. |
| author_facet |
Melnyk, R. S. Nikolaenko, Yu. Yе. Kravets, V. Yu. Alekseik, Ye. S. |
| author_sort |
Melnyk, R. S. |
| title |
Вплив основних обмежувальних факторів на границі теплоперенесення в теплових трубах з різними теплоносіями |
| title_short |
Вплив основних обмежувальних факторів на границі теплоперенесення в теплових трубах з різними теплоносіями |
| title_full |
Вплив основних обмежувальних факторів на границі теплоперенесення в теплових трубах з різними теплоносіями |
| title_fullStr |
Вплив основних обмежувальних факторів на границі теплоперенесення в теплових трубах з різними теплоносіями |
| title_full_unstemmed |
Вплив основних обмежувальних факторів на границі теплоперенесення в теплових трубах з різними теплоносіями |
| title_sort |
вплив основних обмежувальних факторів на границі теплоперенесення в теплових трубах з різними теплоносіями |
| title_alt |
The influence of the key limiting factors on the limitations of heat transfer in heat pipes with various working fluids |
| description |
Aluminium and copper heat pipes with grooved and metal fibrous capillary structure are high effective heat transfer devices. They are used in different cooling systems of electronic equipment like LED modules, microprocessors, receive-transmit modules and so on. However, thus heat pipes have heat transfer limitations. There are few types of these limitations: hydraulic limitation, boiling limitation, liquid entrainment by vapor flow and sonic limitation. There is necessity to know which one of these limitations is determinant for heat pipe due to design process. At a present article calculations of maximum heat transfer ability represented. All these calculations were made for LED cooling by using heat pipes with grooved and metal fibrous capillary structures. Pentane, acetone, isobutane and water were used as a coolant. It was shown that the main operation limit for axial grooved heat pipe, which determinate maximum heat transfer ability due to inclination angle for location of cooling zone higher than evaporation zone case, is entrainment limit for pentane and acetone coolants. Nevertheless, for isobutane coolant the main limitation is a boiling limit. However, for heat pipes with metal fibrous capillary structure the main limitation is a capillary limit. This limitation was a determinant for all calculated coolants: water, pentane and acetone. For high porosity range of capillary structure, capillary limit transfer to sonic limit for heat pipes with water, that means that the vapor velocity increases to sonic velocity and can't grow anymore. Due to this, coolant can't in a needed quantity infill condensation zone and the last one drained. For heat pipes with acetone and pentane, capillary limit transfer to boiling limit. All calculations were made for vapor temperature equal to 50°C, and for porosity range from 30% to 90%. |
| publisher |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| publishDate |
2017 |
| url |
https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2017.1-2.47 |
| work_keys_str_mv |
AT melnykrs theinfluenceofthekeylimitingfactorsonthelimitationsofheattransferinheatpipeswithvariousworkingfluids AT nikolaenkoyuye theinfluenceofthekeylimitingfactorsonthelimitationsofheattransferinheatpipeswithvariousworkingfluids AT kravetsvyu theinfluenceofthekeylimitingfactorsonthelimitationsofheattransferinheatpipeswithvariousworkingfluids AT alekseikyes theinfluenceofthekeylimitingfactorsonthelimitationsofheattransferinheatpipeswithvariousworkingfluids AT melnykrs vplivosnovnihobmežuvalʹnihfaktorívnagranicíteploperenesennâvteplovihtrubahzríznimiteplonosíâmi AT nikolaenkoyuye vplivosnovnihobmežuvalʹnihfaktorívnagranicíteploperenesennâvteplovihtrubahzríznimiteplonosíâmi AT kravetsvyu vplivosnovnihobmežuvalʹnihfaktorívnagranicíteploperenesennâvteplovihtrubahzríznimiteplonosíâmi AT alekseikyes vplivosnovnihobmežuvalʹnihfaktorívnagranicíteploperenesennâvteplovihtrubahzríznimiteplonosíâmi AT melnykrs influenceofthekeylimitingfactorsonthelimitationsofheattransferinheatpipeswithvariousworkingfluids AT nikolaenkoyuye influenceofthekeylimitingfactorsonthelimitationsofheattransferinheatpipeswithvariousworkingfluids AT kravetsvyu influenceofthekeylimitingfactorsonthelimitationsofheattransferinheatpipeswithvariousworkingfluids AT alekseikyes influenceofthekeylimitingfactorsonthelimitationsofheattransferinheatpipeswithvariousworkingfluids |
| first_indexed |
2025-09-24T17:30:33Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:30:33Z |
| _version_ |
1850410225055563776 |