• 열기공학(열화상) 방법을 사용하여 증기 챔버의 열 확산 특성을 특성화함. • 다양한 작동 조건에서 패턴화된 심(pattered wick) 증기 챔버를 시험함. • 열유속, 충전 체적 및 경사각을 체계적으로 변화시킴. • 열화상으로 표면 온도와 반경 방향 차이를 측정함. • 8400 W/(m·K)의 열전도도를 낮은 측정 불확도로 달성함. 본 연구에서는 증기 챔버형 열확산기의 열 확산 성능을 특성화하기 위한 비접촉 열화상(thermographic) 방법을 제안하였다. 물을 작동 유체로 충전한 구리 증기 챔버를 제작하였으며, 외형 치수는 102 mm × 102 mm × 3 mm이고, 전체 두께를 줄이기 위해 패턴화된 심을 내장하였다. 제안된 방법은 상관된 체계적 불확실성 요인을 상쇄함으로써 반경 방향 온도 차이를 정밀하게 평가할 수 있게 하였고, 허용 가능한 낮은 불확실성 하에서 유효 열전도도를 결정할 수 있도록 하였다. 열유속, 작동 유체 충전 체적, 경사각을 포함한 영향 인자들의 효과를 체계적으로 조사하였다. 열유속이 증가할수록 온도 균일성이 향상되고 유효 열전도도는 증가하였으며, 200 W/cm2에서 최대 8400 W/(m·K) ± 670 W/(m·K)에 도달하였다. 작동 유체의 충전 체적이 증가함에 따라 응축 영역에서 과도한 액체 축적으로 인해 유효 열확산 영역이 수축하였으나, 중심 영역에서의 증기 유동 향상이 국소적으로 높은 유효 열전도도를 유지하였다. 경사진 조건에서 작동할 경우, 증기 부력, 액체 정수압, 액체 재분배로 인해 유효 열전도도의 비균일 분포가 형성되었다. 45° 경사와 200 W/cm2에서 최대 유효 열전도도 8400 W/(m·K) ± 920 W/(m·K)가 기록되었다. 전반적으로, 제안된 열화상 방법은 증기 챔버의 열 확산 특성을 평가하기 위한 효과적이고 실용적인 도구임이 입증되었으며, 다양한 작동 조건에서 정성적 및 정량적 분석 모두를 가능하게 한다.

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