Experimental Investigation of Impact of Working Fluid and Pipe Material on Heat Pipe Performance

Date
2026Publisher
Another Title
Экспериментальное исследование влияния рабочей жидкости и материала трубы на характеристики тепловых труб
Bibliographic entry
Experimental Investigation of Impact of Working Fluid and Pipe Material on Heat Pipe Performance = Экспериментальное исследование влияния рабочей жидкости и материала трубы на характеристики тепловых труб / A. S. Dube, S. B. Ambekar, D. P. Patil [ et al.] // Наука и техника. – 2026. – № 2. – С. 183-192.
Abstract
A passive device, the heat pipe has the capacity to transfer massive volumes of heat over small cross-sectional areas at extremely small temperature differentials heat pipes are extensively employed in many engineering applications owing to their exceptional efficiency in heat transfer, enabling the transmission of heat over considerable distances while minimizing temperature fluctuations. It is a heat transmission technique that is becoming more and more useful. The fundamental design of a heat pipe consists of an empty chamber placed after a cylinder or square filled with a vaporizable working fluid. This technique of heat transfer is used in solar water heaters, computers, solar power boards, laptops, mobile devices, and electronic circuits. Devices that require a large volume of heat transformations and heat management greatly benefit from the usage of heat pipes. This study investigates the influence of working fluid and pipe material on the performance of heat pipes. The researchers developed a complete experimental configuration to examine the performance attributes of heat pipes, encompassing thermal conductivity, heat transfer coefficient, and overall efficiency. The study examined a range of working fluids, including water, aceton, and ethnol, as well as different pipe materials such as copper, aluminium, and brass. The findings demonstrate notable disparities in performance indicators depending on the selection of the working fluid and pipe material. The entire heat transfer capability is significantly influenced by the thermal conductivity of the working fluid, whereby specific fluids demonstrate higher performance compared to others. The heat transfer efficiency is significantly influenced by the thermal conductivity and surface characteristics of the pipe material. Furthermore, the compatibility between the working fluid and pipe material significantly influences the long-term reliability and durability of heat pipes. Corrosion, material degradation, and phase change characteristics are critical factors that must be carefully considered when selecting the optimal combination of working fluid and pipe material. This study provides valuable insights into the design and optimization of heat pipes for various thermal management applications, highlighting the importance of selecting appropriate working fluids and pipe materials to enhance performance and reliability.
Abstract in another language
Тепловая труба, являясь пассивным устройством, способна передавать огромные объемы теплоты при малых площадях поперечного сечения чрезвычайно малых перепадах температур. Благодаря своей исключительной эффективности в передаче теплоты тепловые трубы широко используются во многих инженерных сооружениях, позволяя передавать теплоту на значительные расстояния, минимизируя при этом колебания температуры. Этот метод передачи теплоты становится все более и более востребованным. В основе конструкции лежит пустая камера, расположенная после цилиндра или квадрата, заполненного испаряющейся рабочей жидкостью. Данный метод теплопередачи используется в солнечных водонагревателях, компьютерах, солнечных энергосборниках, ноутбуках, мобильных устройствах и электронных схемах. Использование тепловых труб значительно повышает эффективность устройств, требующих больших объемов теплопередачи и эффективного управления тепловыми процессами. В данной работе изучается влияние рабочей жидкости и материала на характеристики тепловых труб. Авторы разработали полноценную экспериментальную установку для изучения характеристик тепловых труб, включая теплопроводность, коэффициент теплопередачи и общую эффективность. В процессе исследований был изучен ряд рабочих жидкостей, включая воду, ацетон и этанол, а также различные материалы труб, такие как медь, алюминий и латунь. Полученные результаты демонстрируют существенные различия в показателях производительности в зависимости от выбора рабочей жидкости и материала трубы. В целом теплопередающая способность в значительной степени зависит от теплопроводности рабочей жидкости, при этом определенные жидкости имеют более высокие показатели по сравнению с другими. Эффективность теплопередачи в значительной степени зависит от теплопроводности и характеристик поверхности материала трубы. Кроме того, совместимость рабочей жидкости и материала трубы существенно влияет на долговременную надежность и долговечность тепловых труб. Коррозия, деградация материала и фазовые переходы являются критически важными факторами, которые необходимо тщательно учитывать при выборе оптимального сочетания рабочей жидкости и материала трубы. Данное исследование предоставляет ценную информацию о проектировании и оптимизации тепловых труб для различных применений в области терморегулирования, подчеркивая важность выбора соответствующих рабочих жидкостей и материалов труб для повышения производительности и надежности.
View/ Open
Collections
- № 3[6]