평판형 증발부를 갖는 루프히트파이프(LHP)에 대한 정상상태 해석모델을 제시하였다. 관련문헌의 고찰에 기초하여 LHP 의 주요 부분인 증발부, 액체저장조(보상챔버), 증기이송관, 액체이송관 및 응축부에서 온도와 압력을 예측할 수 있도록 계산과정을 제시하였으며, LHP 에서 유일하게 모세관 구조물을 가지는 증발부의 해석에 중점을 두었다. 증발부에서 액체 -기체 경계면 부근에서 압력과 온도의 영향을 고려하기 위해 박막이론을 사용하였으며, 수정된 기체분자운동이론에서 응축경계면 온도를 산정하는데 있어서 독특한 방법을 도입하였다. 응축부에서는 상변화 경계면을 단순화하여 처리함으로써 응축부 형상 변화에 상대적인 융통성을 구비하도록 하였다. 본 연구의 LHP 정상상태 해석 모델은 문헌 상의 실험결과에 의해 타당성이 증명되었다. 해석모델에 의한 예측치는 실험치와 비교할 때 절대온도를 기준으로 최대 상대오차 3% 이내로서 합리적으로 잘 일치하였다.
A steady-state analytical model was presented for a loop heat pipe (LHP) with an evaporator that has a flat geometry. On the basis of a series of reviews of the relevant literature, a sequence of calculations was proposed to predict the temperatures and pressures at each important part of the LHP: the evaporator, liquid reservoir (compensation chamber), liquid line, vapor line, and condenser. The analysis of the evaporator, which is the only part in the LHP that has a capillary structure, was emphasized. Thin-film theory is applied to account for the pressure and temperature in the region adjacent to the liquid-vapor interface in the evaporator. The present study introduced a unique method to estimate the liquid temperature at the interface. Relative freedom was assumed in the configuration of a condenser with a simplified liquid-vapor interface. Our steady-state model was validated by experimental results available in the literature. The relative error was within 3% on the absolute temperature scale, and reasonable agreement was obtained.
