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Transient analysis of boiling heat transfer in periodic drying out miniature pools
No full texthe evolution of the two-phase thermal control technique is moving in the direction of the use of devices which operate in stable periodic or chaotic unsteady regimes. In these devices the heat transfer coefficient relative to the evaporator walls therefore changes over time and it is hardly predictable, especially in the case of boiling regime. This paper deals with the analysis of the boiling coefficient evolutions over time during the operations of a thermal control devices which periodically operates, the Periodic Two-Phase Thermosyphon (PTPT). An experimental technique for measuring the transient boiling heat transfer coefficient in a thick flat evaporator is shown.
This technique has been used to measure boiling heat transfer coefficients over time in the case of evaporators with small pools of liquid (lower than 64 ml) which periodically dries out. The FC72 fluid has been used in the experiments. The results show that no nucleate boiling regime has been observed in the evaporator, which works in an unstable transitional boiling regime with relative heat transfer coefficients lower than those typical of nucleate boiling regimes (lower than 50%)
"ESSE" project: a sustainable proposal for the realization of social housing in Italy
No full textThe present work began as a challenge to one of the most complex aspects of the contemporary city: the creation of social housing available in short time, economic but also energy efficient and with strong architectural identity. The "ESSE" (in Italian Edilizia Sociale Sostenibile Efficiente) project is based on the use of a modular architecture that allows the creation of housing with elements of fixed size, favoring the pre-fabrication. In this work the “ESSE” project is applied to a case study of a residential complex which spread over 3 floors, with three residential units of different sizes: small sized unit built with 3 modules (2 occupants, useful surface 46 m2), medium sized unit built with 4 modules (3 occupants, useful surface 61 m2), large sized unit built with 5 modules (4 occupants, useful surface 77 m2)
Raffreddare componenti elettronici con termosifoni bifase operanti periodicamente prestazioni termiche misurate – Parte seconda
No full textLa seconda parte di questo lavoro intende presentare i risultati sperimentali raccolti nel corso di alcuni anni di attività di ricerca all’interno del Dipartimento di Energetica dell’Università di Pisa, riguardo la possibilità di utilizzare un dispositivo innovativo, quale il termosifone bifase operante periodicamente (PTPT), come elemento di controllo termico per l’elettronica di piccola scala.
Tale dispositivo ha la caratteristica di poter trasferire passivamente il calore rimosso dal componente elettronico ad un condensatore remoto, posto indifferentemente a quote superiori o inferiori rispetto al componente stesso
Raffreddare componenti elettronici con termosifoni bifase operanti periodicamente:un prototipo da laboratorio – Parte prima
No full textIn molti settori della tecnica il raffreddamento dei componenti elettronici, sia singoli che raggruppati in volumi dedicati (armadi server, centrali dati, centraline elettroniche ecc) è diventato vincolante per lo sviluppo dell’applicazione stessa.
I sistemi di raffreddamento classici sfruttano la convezione forzata dell’aria dell’ambiente che viene movimentata con piccoli ventilatori direttamente sul componente da raffreddare.
Tuttavia l’incremento della potenza da dissipare e la riduzione delle dimensioni del componente rendono questo sistema inefficiente. In molti casi infatti, si deve ricorrere all’impiego di gruppi frigo per raffreddare l’aria movimentata, con ingenti incrementi nella richiesta energetica
Numerical Simulation of heat and mass transfer in a high frequency periodic two-phase thermosyphon
No full textImpiego di Tecniche Termografiche nella Misura di Coefficienti di Scambio Termico Ebollitivo in Regime Periodico Stabilizzato
No full textL’ottimizzazione delle prestazioni di evaporatori di piccola scala utilizzati all’interno di dispositivi di controllo termico con fluido in cambiamento di fase è connessa ad una corretta stima del coefficiente di scambio termico in transitorio. Nel Dipartimento di Energetica di Pisa è stato messo a punto precedentemente un metodo per la misura del coefficiente di scambio termico all’interno di un evaporatore di un termosifone che opera periodicamente con volumi di fluido circolanti inferiori a 3x10-6 m3. Tale metodo si basava sulla risoluzione dell’equazione della conduzione all’interno delle pareti metalliche dell’evaporatore approssimando il dominio di integrazione con un metodo alle differenze finite esplicito. Tale metodo presupponeva inoltre l’ipotesi di trascurare il contributo delle dispersione di calore dalle pareti dell’evaporatore verso l’ambiente dove esso è contenuto. In questo articolo è presentata una indagine sperimentale eseguita con un sistema di acquisizione delle immagini nell’infrarosso ad alta frequenza, per la stima del calore disperso in ambiente. Tale procedura ha permesso di valutare l’accuratezza del metodo utilizzato nel passato che è dell’ordine del 10% quando l’evaporatore opera in regime ebollitivo, ma che decade fortemente con errori massimi del 70% quando esso opera in convezione di vapori
Performance of High Frequency Periodic Two-Phase Thermosyphons for Electronic Cooling Applications
No full textThis paper deals with a particular miniature two-phase loop named Periodic Two-Phase Thermosyphon (PTPT), whose operation is periodic. A Periodic two-phase thermosyphon allows remote condensation and broad flexibility in the mutual displacement of the evaporator with respect to the condenser. In addition, a PTPT allows the overall dimensions of the evaporator to be drastically reduced, and allows it to be placed close to the electronic equipment; it is suitable for high density packaging thermal control applications.
In this paper the authors have experimentally compared the performance of two mini-PTPT prototypes which operate at high frequency (0.016 Hz) with those obtained by 4 high performance commercial devices which are designed to be implemented on the surface of a Pentium© IV processor.
The PTPT device shows a specific thermal resistance of 5.1 K cm2/W, about twice those measured with commercial devices, but similar to other capillary thermal loops (LHP). These devices show that their performance is not influenced by the tilt angle of the heating surface. The dynamic response of these devices is influenced by the operational frequency. In the case of compact high frequency operating PTPT, the dynamic response is quicker than with other capillary loops such as LHP and CPL, and similar to that of heat pipe cooling devices, which do not allow remote condensation. The PTPT device can really be a low cost solution for compact thermal control application
Periodic two-phase heat transfer coefficient in thermoelectric cooling mini evaporator
No full textHighly compact Periodic Two-Phase Thermosyphon (PTPT) cooling devices joined with a thermoelectric cooler can allow a wide flexibility in the design of CFC-free refrigerators. In this paper a method has been presented to experimentally evaluate the PTPT evaporator heat transfer coefficient highly changing over time
Dynamic Thermal Behaviour of Ventilated Wooden Roofs
No full textIn this paper, by using a calculation code developed by the Authors, an analysis of the dynamic thermal behavior of some Ventilated Wooden Roofs (VWRs), lightweight building structures characterized by different stratigraphies which are currently used in Italy, is shown. From the results of the analysis carried out, some general criteria required for the right design and sizing of this type of ventilated structures are obtained and discussed
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