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나노유체를 이용한 열사이폰 히트싱크
Development of Nanofluidic Thermosyphon Heat Sink

이석호   (충북대학교 공과대학 기계공학부UU0001309  ); 신동륜   (명지대학교 기계공학부UU0000539  ); 임택규   (충북대학교 공과대학 기계공학부UU0001309  ); 이충구   (충북대학교 공과대학 기계공학부UU0001309  ); 박기호   (한국에너지 기술연구원 폐열이용연구센터CC0186897  ); 이욱현   (한국에너지 기술연구원 폐열이용연구센터CC0186897  );
  • 초록

    A heat sink system using nanofluidic thermosyphon for electronics systems was studied. The experimental results indicate that a cooling capacity of up to 150 W at an overall temperature difference of $50^{\circ}C$ can be attainable. The heat sink design program also showed that a computer simulation can predict the most of the parameters involved. In the experimental study, the volume concentration of nano particles affect the system performance. Nanofluidic thermosyphon with 0.5% volume concentration showed the best performance. Nanofluid can increase CHF of the system compared with water as a working fluid. The current simulation results were close to the experimental results in acceptable range. The simulation study showed that the design program can be a good tool to predict the effects of various parameters involved in the optimum design of the heat sink.


  • 주제어

    열사이폰 .   히트싱크 .   나노유체.  

  • 참고문헌 (15)

    1. Lee, S. P., 2003, Heat transfer enhancement technology using nanofluid, KSME Journal, Vol. 43, No.3, pp.65-70 
    2. Xuan, Y. and Li,Q., 2000, Heat transfer enhancement of nanofluids, International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 21, PP. 58-64 
    3. Jang, S. P. and Choi, S. U. S., 2004, Role of Brownian motion in the enhanced thermal conductivity of nanofluids, Appl, Phys, Lett., Vol. 84, pp. 4316-4318 
    4. Hewitt, G. F., Shiress, G. L. and Batt, T. R., 1994, Process Heat Transfer, CRC Press, London 
    5. Jang, S. P., 2005, Cooling performance of a microchannel heat sink with nanofluids, SAREK J., Vol. 17, No.9, pp. 849-854     
    6. Smith, J. M. and Van Ness, H. C., 1987, Introduction to chemical engineering thermo dynamics, McGraw Hill, New York 
    7. Xuan, Y. and Roetzel, W., 2000, Conceptions for heat transfer correlations of nanofluids, Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 43, pp. 3701-3707 
    8. Forster, H. K. and Zuber, N., 1955, Dynamics of vaper bubbles and boiling heat transfer, AIChE J., Vol.1, p.531 
    9. Lee, K. W., Park, K. W., Rhi, S. H. and Yoo, S. Y., 2002, Heat pipe heat sink development for electronics cooling, SAREK Journal, Vol. 14, No.8, pp.664-670     
    10. Holman, J. P., 1996, Heat Transfer, 8th ed., McGraw-Hill Book Company, New York 
    11. Xue, Q. Z., 2003, Model for effective thermal conductivity of nanofluids, Physics Letters A 307, pp.313-317 
    12. Das, K., Putra, N. and Roetzel, W., 2003, Pool boiling characteristics of nano-fluids, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 46, pp. 851-862 
    13. Lee, K. W., Park, K. W. and Rhi, S. H., 2002, Study on two-phase loop thermosyphon heat exchanger, SAREK Journal, Vol. 14, No.9, pp.717-724 
    14. Kutateladze, S. S., 1963, Fundamentals of Heat Transfer, Edward Arnold Ltd., New York 
    15. Rhi, S. H. and Lee, K. W., 2002, Simulation study on various scale of two-phase loop thermosyphons, SAREK Journal, Vol. 14, No. 5, pp. 388-407 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Kim, Seon-Chang ; Jeon, Dong-Soon ; Kim, Young-Lyoul 2008. "Optimization of Evaporator for a Vapor Compression Cooling System for High Heat Flux CPU" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, 32(4): 255~265     
    2. Han, Hwa-Taik ; Shin, Dong-Sin ; Choi, Chang-Ho ; Lee, Dae-Young ; Kim, Seo-Young ; Kwon, Yong-Il 2008. "Recent Progress in Air Conditioning and Refrigeration Research: A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2006" 설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering, 20(6): 427~446     
    3. Jang, Ju-Chan ; Rhi, Seok-Ho ; Lee, Chung-Gu 2009. "Heat Transfer Characteristics on Toroidal Convection Loop with Nanofluids" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, 33(4): 235~241     

 저자의 다른 논문

  • Rhi, Seok-Ho (15)

    1. 2003 "Experimental Validation of Two Simulation Models for Two-Phase Loop Thermosyphons" International journal of air-conditioning and refrigeration 11 (4): 159~169    
    2. 2004 "Theoretical Analysis of Heat Transport Limitation in a Screen Mesh Wick Heat Pipe" International journal of air-conditioning and refrigeration 12 (1): 1~9    
    3. 2004 "폐 바이오매스를 이용한 폐열 회수 열교환기에 관한 연구" 설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering 16 (6): 514~521    
    4. 2005 "폐 바이오매스를 이용한 폐열 회수 열교환기에 관한 연구" 에너지공학 = Journal of energy engineering 14 (4): 248~258    
    5. 2006 "나노유체 루프형 열사이폰을 이용한 냉각장치" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 30 (3): 246~254    
    6. 2006 "나노유체를 이용한 2상유동 2성분 루프형 열사이폰" 설비공학논문집 = Korean journal of air-conditioning and refrigeration engineering 18 (5): 384~392    
    7. 2007 "마이크로 세라믹 윅을 사용한 루프 히트파이프의 특성 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 31 (10): 823~831    
    8. 2009 "목질계 폐바이오메스의 발효열이용 열교환기의 개발" 목재공학 = Journal of the Korean wood science and technology 37 (1): 94~104    
    9. 2009 "나노유체 토로이달 자연대류 루프에서의 열전달 특성" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 33 (4): 235~241    
    10. 2009 "루프형 열사이폰을 이용한 열전발전 시스템" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B 33 (9): 718~721    
  • 신동륜 (2)

  • 이충구 (19)

  • Park, Ki-Ho (13)

  • 이욱현 (5)

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