JPS58145890A - 溝付き伝熱管 - Google Patents
溝付き伝熱管Info
- Publication number
- JPS58145890A JPS58145890A JP2593482A JP2593482A JPS58145890A JP S58145890 A JPS58145890 A JP S58145890A JP 2593482 A JP2593482 A JP 2593482A JP 2593482 A JP2593482 A JP 2593482A JP S58145890 A JPS58145890 A JP S58145890A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- heat transfer
- sections
- tube
- groove group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
- F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
- F28D15/046—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure characterised by the material or the construction of the capillary structure
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術公費〕
本発＠は、溝付自伝熱管に関し、更に詳しくは、圧力損
失が小さく、且つ、熱伝達率が良好な溝付自伝熱管に関
する。
失が小さく、且つ、熱伝達率が良好な溝付自伝熱管に関
する。
近年、温度差の小さい熱源を利用した発電システムとじ
て、例えば、海洋表面の温海水管用いて７０ン又拡アン
モニア等の熱媒体を蒸発させ、これらによ多タービンを
回して発電し、次いで、これらのガス１探海部の冷海水
を用いて凝縮させる海洋温度差発電等が検討されておシ
、その実用化が試みられている。このようなシステムで
は、低エンタルピーの熱源ｔ−使用している丸め、使用
される熱交換器は巨大なものとならざるを得ない一伝熱
管の外１ｌＩＫ熱媒体を流通させ、内１１に水を流通さ
せて熱交換を行なう蒸発器用伝熱管としては、管０１１
面に突起及び空孔を設け、わずかな熱量で多数の気泡を
発生させることができる高性能伝熱管が開鈍されている
。かかる伝熱管においては、熱媒体側からの熱伝達率は
非常に向上しているが、水側の熱伝達率が低いために、
その改良が求められていゐ。
て、例えば、海洋表面の温海水管用いて７０ン又拡アン
モニア等の熱媒体を蒸発させ、これらによ多タービンを
回して発電し、次いで、これらのガス１探海部の冷海水
を用いて凝縮させる海洋温度差発電等が検討されておシ
、その実用化が試みられている。このようなシステムで
は、低エンタルピーの熱源ｔ−使用している丸め、使用
される熱交換器は巨大なものとならざるを得ない一伝熱
管の外１ｌＩＫ熱媒体を流通させ、内１１に水を流通さ
せて熱交換を行なう蒸発器用伝熱管としては、管０１１
面に突起及び空孔を設け、わずかな熱量で多数の気泡を
発生させることができる高性能伝熱管が開鈍されている
。かかる伝熱管においては、熱媒体側からの熱伝達率は
非常に向上しているが、水側の熱伝達率が低いために、
その改良が求められていゐ。
このような問題点を解決するためには、水側の管内面に
スΔイツル状又はフィン状の突起物或いはスワラと呼ば
れるねじ９板子円板を複数個設けることによシ、乱流を
起こさせ、これによ）熱伝達率の向上を計ることが行な
われている。しかしながら、これらＯ突起物等を設けた
乱流促進電伏、平滑管に比べて水側の熱伝達率社向上す
るものの、同時に圧力損失も著しく増加し、伝熱管とし
て効率的ではないという間１点を有している１例えば、
内１１２４７ｍを有する伝熱管の内面にフィン高さ１、
ｉｌｍ、フィン数２０でフィンを設けえ場合のレイノル
ズ数ｓｏ、ｏｏｏにおけゐ熱伝達率は、平滑管に比べて
２０％増加するのに対し、圧力損失は８０％も増加し、
熱伝達率の上昇を大きく上履るものである。
スΔイツル状又はフィン状の突起物或いはスワラと呼ば
れるねじ９板子円板を複数個設けることによシ、乱流を
起こさせ、これによ）熱伝達率の向上を計ることが行な
われている。しかしながら、これらＯ突起物等を設けた
乱流促進電伏、平滑管に比べて水側の熱伝達率社向上す
るものの、同時に圧力損失も著しく増加し、伝熱管とし
て効率的ではないという間１点を有している１例えば、
内１１２４７ｍを有する伝熱管の内面にフィン高さ１、
ｉｌｍ、フィン数２０でフィンを設けえ場合のレイノル
ズ数ｓｏ、ｏｏｏにおけゐ熱伝達率は、平滑管に比べて
２０％増加するのに対し、圧力損失は８０％も増加し、
熱伝達率の上昇を大きく上履るものである。
一方、特開昭５４−１１３５６２号公報には、管内雨に
溝群部及び非溝部を交互に設け、熱伝達率の向上を計る
ことが提案されている。かか為伝熱管は、例えば、管内
面に溝ピッチ１−０１１１ ｓ溝谷深さ０．４ｍｗｍ（
）ｔｅｌｌｑ部を設け、１００震関隔毎に溝群ＩＩＯ谷
と同じ深さの平滑面を有する非溝部を４ＭＯ＠で設けた
ｔのである。このような構造を有する熱伝熱管のルイノ
ルズ数ｓｏ、ｏｏｏにおける熱伝達率は、平滑管に比べ
て２０卦増加するのに対し、圧力損失は４０％増加する
。従って、前記の連続して溝群を設けたフィン状、伝熱
管に比べ、これらｏ＊＊ｔ＃続的に設けたものは、圧力
損失が低減畜れるが、その値は熱伝達率を上履るもので
゛〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記した問題点を解消し、圧力損失が
小さく、且つ、熱伝達率が良好な溝付き伝熱管ｔ−提供
することにある。
溝群部及び非溝部を交互に設け、熱伝達率の向上を計る
ことが提案されている。かか為伝熱管は、例えば、管内
面に溝ピッチ１−０１１１ ｓ溝谷深さ０．４ｍｗｍ（
）ｔｅｌｌｑ部を設け、１００震関隔毎に溝群ＩＩＯ谷
と同じ深さの平滑面を有する非溝部を４ＭＯ＠で設けた
ｔのである。このような構造を有する熱伝熱管のルイノ
ルズ数ｓｏ、ｏｏｏにおける熱伝達率は、平滑管に比べ
て２０卦増加するのに対し、圧力損失は４０％増加する
。従って、前記の連続して溝群を設けたフィン状、伝熱
管に比べ、これらｏ＊＊ｔ＃続的に設けたものは、圧力
損失が低減畜れるが、その値は熱伝達率を上履るもので
゛〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記した問題点を解消し、圧力損失が
小さく、且つ、熱伝達率が良好な溝付き伝熱管ｔ−提供
することにある。
本発明者らは、溝群部及び非溝部を交互に備えて成る伝
熱管について、それらの形状等が乱流促進に及ばず効果
等について、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成する
に到った。
熱管について、それらの形状等が乱流促進に及ばず効果
等について、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成する
に到った。
即ち、本発明の溝付き伝熱管は、管内壁面に、１管の長
平方向に対して平行な溝群部と、該溝群部の谷よル低い
平滑面を有する非溝部とを、鎖管の長手方向に交互に設
け、且つ、該溝群部と骸非溝部の境界が鎖管０Ｆｒ３Ｊ
ｉｉ１面に対して垂直な面であることを特徴とするもの
である。
平方向に対して平行な溝群部と、該溝群部の谷よル低い
平滑面を有する非溝部とを、鎖管の長手方向に交互に設
け、且つ、該溝群部と骸非溝部の境界が鎖管０Ｆｒ３Ｊ
ｉｉ１面に対して垂直な面であることを特徴とするもの
である。
以下において、本発明を更に詳しく脱明する。
本発明の溝付き伝熱管における溝群部の長さ、溝深さ及
び溝間ピップ社、伝熱面積の増大化、或いは伝熱管の強
度維持、伝熱管の製造の答易さ等Ｏ観点から、次のよう
に設定すゐことが好★しい。
び溝間ピップ社、伝熱面積の増大化、或いは伝熱管の強
度維持、伝熱管の製造の答易さ等Ｏ観点から、次のよう
に設定すゐことが好★しい。
中溝群郁Ｏ長さ
溝群部ＯＩＬさは、２５〜１００■で６石ことが好まし
い・２５ｗ５未満であゐと、圧力損失が増大し、一方、
１００ｓａｋ超えると熱伝達に及はす非溝部Ｏ効来が小
さくなる・ （１）溝群部の溝深さ 溝群部の溝深′８は、Ｑ、２〜０．ｓ襲であることが好
ましい、０．２ｍ未満であると、良好な熱伝達率が得ら
れず、一方、０．５−を超えると圧力損失２）ｆ急激に
増大し、熱伝達率の向上を上履る。
い・２５ｗ５未満であゐと、圧力損失が増大し、一方、
１００ｓａｋ超えると熱伝達に及はす非溝部Ｏ効来が小
さくなる・ （１）溝群部の溝深さ 溝群部の溝深′８は、Ｑ、２〜０．ｓ襲であることが好
ましい、０．２ｍ未満であると、良好な熱伝達率が得ら
れず、一方、０．５−を超えると圧力損失２）ｆ急激に
増大し、熱伝達率の向上を上履る。
（朧）溝群ｓの溝間ピッチ
溝群部の溝間ピッチは、０］〜３ｍｍであることが好ま
しい、溝付車伝熱管の熱伝達率の向上には、乱流促進に
よる効果と、表面積の増大による効果が大きく寄与して
いる。連関ピツチカ；０，８〜３ｍで参ふと、表面積拡
平滑管に比べて５〜１５％増加する。３ｍを超えると表
面積の増加は少なく、一方、０．８諺未満であると溝加
工時における溝ロールの消耗が著しく、経済的に好まし
くない。
しい、溝付車伝熱管の熱伝達率の向上には、乱流促進に
よる効果と、表面積の増大による効果が大きく寄与して
いる。連関ピツチカ；０，８〜３ｍで参ふと、表面積拡
平滑管に比べて５〜１５％増加する。３ｍを超えると表
面積の増加は少なく、一方、０．８諺未満であると溝加
工時における溝ロールの消耗が著しく、経済的に好まし
くない。
本発明Ｏ溝付き伝熱管は、上記した溝群部と交互に、平
滑ｍを有する非溝部を管内壁周面６全体もしくは一部に
設けたものである。
滑ｍを有する非溝部を管内壁周面６全体もしくは一部に
設けたものである。
本発明の溝付き伝熱管における非溝部の長さ及び深さは
、乱流促進効果Ｏ向上、或いは伝熱管の強度維持等の観
点から、次のように設定することが好ましい。
、乱流促進効果Ｏ向上、或いは伝熱管の強度維持等の観
点から、次のように設定することが好ましい。
（１い非溝部の長さ
非溝部の長さは、２〜５謔であることが好ましい。２Ｗ
未満或いは５１１１ｍを超えると、乱流促進効果による
熱伝達率の向上があｔｂ得られない。
未満或いは５１１１ｍを超えると、乱流促進効果による
熱伝達率の向上があｔｂ得られない。
（ψ非溝部の深さ
非溝ＳＯ深さは、溝群部の溝の谷よ）−〇、 １〜０．
３鯵深くすることが好ましい、非溝部の平滑面を溝の谷
よルも低くすることにより、乱流が促進され、これに伴
ない熱伝導率が向上する。０．１■未満であると乱流促
進効果が小さく、一方、０．３Ｕを超えると乱流促進効
果は大きくなるが、伝熱管としての肉厚が薄くなるため
その強度が低下する。
３鯵深くすることが好ましい、非溝部の平滑面を溝の谷
よルも低くすることにより、乱流が促進され、これに伴
ない熱伝導率が向上する。０．１■未満であると乱流促
進効果が小さく、一方、０．３Ｕを超えると乱流促進効
果は大きくなるが、伝熱管としての肉厚が薄くなるため
その強度が低下する。
上記し九構成から成る本発明の溝付き伝熱管は、］！！
に、曽記溝群部と非溝部０ｊＩＩＩ界が、伝熱管の円周
１ｉＫ対して―直な面を有していなければならない、そ
の理由は、前記境界面の角度が水０ｆＩＬれ方向に対し
て９０°、即ち、伝熱管の円周面に対して朧直な時に、
乱流促進効果が最大となるからである・ 本発明の溝付き伝熱管を製造するには、例えば、次のよ
うな方法を採用することができる。
に、曽記溝群部と非溝部０ｊＩＩＩ界が、伝熱管の円周
１ｉＫ対して―直な面を有していなければならない、そ
の理由は、前記境界面の角度が水０ｆＩＬれ方向に対し
て９０°、即ち、伝熱管の円周面に対して朧直な時に、
乱流促進効果が最大となるからである・ 本発明の溝付き伝熱管を製造するには、例えば、次のよ
うな方法を採用することができる。
（荀 チタン等の金属を溝加工し九ロールを用いて圧凰
によシ、その片面の長手方向に連続溝を有する金属板を
作製する０次いで、この金属板の溝群部Ｏ所望部分を、
例えば、第１図に示したように、金属板の長手方向に対
して幽直な方向に切削研１ｗ勢Ｏ方法で溝群部１の溝の
谷よ、９４０．１〜α３ｍ１ｌい平滑ｍを有する非溝部
２を形成する。
によシ、その片面の長手方向に連続溝を有する金属板を
作製する０次いで、この金属板の溝群部Ｏ所望部分を、
例えば、第１図に示したように、金属板の長手方向に対
して幽直な方向に切削研１ｗ勢Ｏ方法で溝群部１の溝の
谷よ、９４０．１〜α３ｍ１ｌい平滑ｍを有する非溝部
２を形成する。
こＯＩＩに、溝群部ｌと非構部２の境界′＃Ｊ３／ｆｉ
、伝熱管の円周面に対し撫直な面となるようにすゐ。
、伝熱管の円周面に対し撫直な面となるようにすゐ。
こＯ金属板を、溝群部と非溝部の形成面が内側と１に為
ように造管する。造管に際しては、第１図に示した未加
工ｓ４を金属板両端に残しておき、この部分を溶接する
ことが、伝熱管の製造を容品にするため、好ましい。こ
の未加工部の＃Ａは、例えば、０５〜２■１１度にする
ことが好ましい。
ように造管する。造管に際しては、第１図に示した未加
工ｓ４を金属板両端に残しておき、この部分を溶接する
ことが、伝熱管の製造を容品にするため、好ましい。こ
の未加工部の＃Ａは、例えば、０５〜２■１１度にする
ことが好ましい。
尚、第２ｖ７！：ｉは、第１図の伝熱管の長手方向の断
面図である。図において％Ｌ１は溝群部長さ、Ｌ！は非
溝部長さ、Ｄｌは溝群部の溝深さ、ＤＩは非溝部Ｏ深さ
並びにり、は非溝部の伝熱管肉厚をそれぞれ表わす。
面図である。図において％Ｌ１は溝群部長さ、Ｌ！は非
溝部長さ、Ｄｌは溝群部の溝深さ、ＤＩは非溝部Ｏ深さ
並びにり、は非溝部の伝熱管肉厚をそれぞれ表わす。
或いは、（ｂ）チタン等から成る金属板の片面に、その
局面方向に溝帯と該溝帯の谷よシ０．１−０．３Ｕ低い
高さの非溝帯を配列したロールを摺接し、回転させるこ
とにょシ所望長さの溝群部と平滑な非溝部とを一工程て
形成した後、（ａ）と同様の方法で造管することにょシ
、溝付き伝熱管を得ることがてきる。
局面方向に溝帯と該溝帯の谷よシ０．１−０．３Ｕ低い
高さの非溝帯を配列したロールを摺接し、回転させるこ
とにょシ所望長さの溝群部と平滑な非溝部とを一工程て
形成した後、（ａ）と同様の方法で造管することにょシ
、溝付き伝熱管を得ることがてきる。
実施例１〜６
チタン素材を、溝加工したロールを使用して圧延によル
、表に示した実施例１〜６のそれぞれ溝間ピッチ１〜２
−５ ｍ１１％溝深さ０．３〜０．５ Ｗ ｔ 有する
・種類の連続溝加工し九チタン素材を得た。上記６種類
のチタン素材について、溝群郁Ｏ長さ２Ｂ−１００■、
弁溝ｓＯ長さ２〜５謔となるように溝群部をそれぞれ研
削除去した。研削面は、平屋砥石を用いて平面仕上加工
した。非溝部の平滑間は、溝の谷よ）も０．１〜０，２
■低くなるように研削した。又、溝群部と非溝部Ｏ境界
は、いずれも円周面に対し撫直な面となるように研削し
た。
、表に示した実施例１〜６のそれぞれ溝間ピッチ１〜２
−５ ｍ１１％溝深さ０．３〜０．５ Ｗ ｔ 有する
・種類の連続溝加工し九チタン素材を得た。上記６種類
のチタン素材について、溝群郁Ｏ長さ２Ｂ−１００■、
弁溝ｓＯ長さ２〜５謔となるように溝群部をそれぞれ研
削除去した。研削面は、平屋砥石を用いて平面仕上加工
した。非溝部の平滑間は、溝の谷よ）も０．１〜０，２
■低くなるように研削した。又、溝群部と非溝部Ｏ境界
は、いずれも円周面に対し撫直な面となるように研削し
た。
上記６種類の素材について、加工面を内側にして一−ル
成形によシ円筒状に加工し、次いで、溶接することによ
ｐ造管した。
成形によシ円筒状に加工し、次いで、溶接することによ
ｐ造管した。
このようにして得九夷−例１〜６の伝熱管について、そ
れぞれ、レイノルズ数５０，０ＯＯＫおｆｆる熱伝達率
及び圧力損失を調定し、平滑管を１００第としたときの
相対値を算出し友。結釆管形状と共ＫＩＩＫ示す。
れぞれ、レイノルズ数５０，０ＯＯＫおｆｆる熱伝達率
及び圧力損失を調定し、平滑管を１００第としたときの
相対値を算出し友。結釆管形状と共ＫＩＩＫ示す。
比較例１〜４
溝群部及び非溝部の長さ、並びに非溝部Ｏｓさを変え九
他は、すべて実施例と同様の操作にて３種類の伝熱管を
得た。
他は、すべて実施例と同様の操作にて３種類の伝熱管を
得た。
又、比較例４として、実施例６の伝熱管において、溝群
部と非溝部の境界面の角ｆ￥ｒ１水の流れ方向に対し７
０°にしたはかはすべて同様の構成にて伝熱管を製造し
た。
部と非溝部の境界面の角ｆ￥ｒ１水の流れ方向に対し７
０°にしたはかはすべて同様の構成にて伝熱管を製造し
た。
これら４種類の伝熱管について、実施例と同様の方法で
、それぞれ、レイノルズ数ｓｏ、ｏｏｏにおける、平滑
管に対する熱伝達率及び圧力損失を調定した。形状及び
結果を実施例と共に＊に示す。
、それぞれ、レイノルズ数ｓｏ、ｏｏｏにおける、平滑
管に対する熱伝達率及び圧力損失を調定した。形状及び
結果を実施例と共に＊に示す。
表
真から明らかなように、本発明の溝付き伝熱管紘、比較
例のもＯＫ比べ、平滑管に対して熱伝達率がより向上し
たものであり、且つ、圧力損失が低減されていることが
確認された。
例のもＯＫ比べ、平滑管に対して熱伝達率がより向上し
たものであり、且つ、圧力損失が低減されていることが
確認された。
又、溝群部と非溝部Ｏ境界を伝熱管の円周面に対して重
直な面とすることによシ、熱伝達率が向上することが確
認された。
直な面とすることによシ、熱伝達率が向上することが確
認された。
本発明の溝付車伝熱管は、溝群部の溝の谷よシ深い平滑
面を有する非情ｖｉＡを設け、溝群部と非溝部の境界面
を伝熱管の円周面に対して羅直な画とすることによｐ１
熱伝達率が着しく向上され、且つ、圧力損失が極めて低
減されたものである。
面を有する非情ｖｉＡを設け、溝群部と非溝部の境界面
を伝熱管の円周面に対して羅直な画とすることによｐ１
熱伝達率が着しく向上され、且つ、圧力損失が極めて低
減されたものである。
第１図は、本発明溝付き伝熱管製造用金属板の平面図、
菖２図は同じくその長平方向の断面図である。 ｌ・・・溝群部、２・・・非溝部、３・・・溝群部と非
溝部の境界面、４・・・非加工部。
菖２図は同じくその長平方向の断面図である。 ｌ・・・溝群部、２・・・非溝部、３・・・溝群部と非
溝部の境界面、４・・・非加工部。
Claims (1)
- 管内壁面に、皺管Ｏ長手方向に対して平行な溝詳郁と、
腋溝群部の谷よ〕低い平滑面を有する非溝部とを、該管
の長手方向に交互に設け、且つ、鋏溝群部と誼非溝郁の
境界が咳管の円周１ｉＫ対して−直な画であること１＊
黴とすゐ溝付自伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2593482A JPS58145890A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 溝付き伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2593482A JPS58145890A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 溝付き伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145890A true JPS58145890A (ja) | 1983-08-31 |
Family
ID=12179599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2593482A Pending JPS58145890A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 溝付き伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58145890A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5769154A (en) * | 1996-01-29 | 1998-06-23 | Sandia Corporation | Heat pipe with embedded wick structure |
| US5771967A (en) * | 1996-09-12 | 1998-06-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Wick-interrupt temperature controlling heat pipe |
-
1982
- 1982-02-22 JP JP2593482A patent/JPS58145890A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5769154A (en) * | 1996-01-29 | 1998-06-23 | Sandia Corporation | Heat pipe with embedded wick structure |
| US5771967A (en) * | 1996-09-12 | 1998-06-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Wick-interrupt temperature controlling heat pipe |
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