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Thermal Engineering

ヒートパイプ熱輸送能力計算機

毛細管限界・沸騰限界・巻き込み限界・粘性限界・音速限界の5つの熱輸送限界を計算し、最大熱輸送量と有効熱伝導率を求めます。

パラメータ設定
作動流体
ウィック形状
パイプ長さ L 30.0 cm
内径 D 6.0 mm
傾斜角 θ 0 °
負値=逆重力(蒸発部が上)/ 正値=重力補助
動作温度 T 80 °C
最大熱輸送 Q_max [W]
有効熱伝導率 [W/m·K]
支配的限界
軸方向熱流束 [W/cm²]

理論式

毛細管限界(最重要):

$$Q_{cap} = \frac{A_w K \rho_l h_{fg}}{\mu_l L_{eff}} \left(\frac{2\sigma}{r_{eff}} - \rho_l g L \sin\theta\right)$$

ラプラス方程式(毛細管圧力):

$$\Delta P_{cap} = \frac{2\sigma}{r_{eff}}$$

有効熱伝導率(等価モデル):

$$k_{eff} = \frac{Q_{max} \cdot L_{eff}}{A_{cs} \cdot \Delta T}$$
実務応用: PCB・電子機器の冷却、宇宙機の熱制御、太陽集熱器。ウィック浸透率K:焼結金属 10⁻¹²~10⁻¹⁰ m²、溝付き 10⁻¹⁰~10⁻⁸ m²、スクリーン 10⁻¹²~10⁻¹⁰ m²が典型値です。

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