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二极管激光器阵列微通道冷却实验研究
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院工程热物理研究所,北京100190, [2]北京科技大学机械工程学院,北京100083
  • 相关基金:吴仲华奖励基金;国家自然科学基金(No.50676009)
中文摘要:

针对某二极管激光器阵列现有冷却器的实际问题,设计并制作了一种铜基液冷微通道冷却器。采用细密的短微通道来代替原来较宽的长通道,大幅度提高了有限空间内的对流换热面积,并可充分利用入口效应来增强换热,从而在保持较低流动阻力、较高流体流量和较低流体温升的前提下,显著提高了冷却器整体冷却能力,并改善了冷却器与热源器件界面上的温度分布均匀性。在本实验最大流量G=70mL/s情况下,微通道部分的压降只有10.3kPa;当冷却器与热源器件界面上的平均温升为25.7K时,冷却器的散热能力可达730W,相当于128.5W/cm^2的界面热流密度。实验结果还验证了Shah和London提出的表观阻力系数关联式、用于预测平均努谢尔数的Sieder—Tate关联式以及Shah&London关联式。

英文摘要:

A copper-based liquid-flow microchannel heat sink was designed and fabricated to overcome the problems in an existing Diode Laser Array (DLA) cooler. Dense, narrow and short channels instead of the originally designed sparse, wide and long passages are adopted, thus the heat exchange area is considerably enlarged in the limited space and the entrance effects are exploited to enhance the heat transfer, so that the overall cooling capacity is significantly increased and the temperature uniformity over the cooler-DLA interface is improved while maintaining a very low flow resistance, a high flow rate and a low fluid temperature rise. Under the maximum flow rate of 70 mL/s in this experiment, the pressure drop across the channels is only 10.3 kPa; when the average temperature rise of the interface is 25.7 K, the cooling capacity of the heat sink reaches 730 W, corresponding to an interfacial heat flux of 128.5 W/cm^2. The experimental data also verify the Shah & London correlation for predicting the apparent flow friction coefficient, and the Sieder-Tate correlation and the Shah & London correlation for predicting the average Nusselt Number.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026