view in publisher's site

Vascularized liquid metal cooling for thermal management of kW high power laser diode array

Highlights•The vascularized liquid metal cooling was introduced into the thermal management of kW high power laser diode array.•Excellent cooling performance was obtained.•Comparative investigation of water cooling and liquid metal cooling was conducted.•The capacity thermal resistance was a significant thermal resistance for vascularized liquid metal cooling.•High power laser diode array distribution was numerically optimized.AbstractIn this paper, the vascularized liquid metal cooling was introduced into the thermal management of high power laser diode array (HPLDA) to realize an excellent heat removal performance. A vascularized liquid metal heat sink, with channel number of 70 and characteristic dimension of 1.8 mm, was firstly designed. And experimental tests and numerical analysis were then conducted. The experimental results indicated that liquid metal cooling can achieve 2000 W heat dissipation of HPLDA, with maximum temperature of heat sink top surface lower than 54 °C. The numerical results showed that vascularized liquid metal cooling offers better cooling performance compared to vascularized water cooling when flow rate was bigger than 2.4 l/min. It was also found that the heat capacity resistance was a significant thermal resistance for vascularized liquid metal cooling, while it was rather small for vascularized water cooling. Finally, the optimization distribution of heat source was numerically conducted to reduce the maximum temperature and maximum temperature difference, and 40 mm * 72 mm HPLDA distribution was selected as the best choice. Overall, the advanced vascularized liquid metal convection cooling offers a novel and effective heat dissipation method for the thermal management of HPLDA.

خنک سازی فلز مایع Vascularized برای مدیریت گرمایی آرایه laser با قدرت بالا

کاره‌ای مهم * خنک کردن فلز مایع vascularized به مدیریت گرمایی آرایه دیود لیزری با قدرت بالا وارد شد. * عملکرد خنک‌کننده عالی به دست آمد. بررسی مقایسه‌ای از خنک سازی آب و خنک سازی فلز مایع انجام شد. مقاومت حرارتی ظرفیت یک مقاومت حرارتی قابل‌توجه برای خنک سازی فلز مایع vascularized بود. در این مقاله از روش عددی array فلز با توان بالا به صورت عددی به دست آمد که در آن خنک سازی فلز مایع vascularized به مدیریت گرمایی آرایه diode لیزری با توان بالا (HPLDA)معرفی شد تا عملکرد حذف گرمای فوق‌العاده را درک کند. یک چاه حرارتی metal مایع vascularized با تعداد کانال ۷۰ و بعد مشخصه ۱.۸ میلی متر، ابتدا طراحی شد. و تست‌های تجربی و تحلیل عددی سپس انجام شدند. نتایج تجربی نشان داد که خنک سازی فلز مایع می‌تواند به اتلاف حرارت ۲۰۰۰ W برسد و حداکثر درجه‌حرارت در سطح بالا کم‌تر از ۵۴ درجه سانتیگراد باشد. نتایج عددی نشان داد که خنک سازی فلز مایع، عملکرد خنک‌کننده بهتری را در مقایسه با خنک سازی آب vascularized در زمانی که سرعت جریان بزرگ‌تر از ۲.۴ لیتر بر دقیقه بود پیشنهاد می‌دهد. همچنین مشخص شد که مقاومت ظرفیت گرمایی مقاومت حرارتی قابل‌توجهی برای خنک سازی فلز مایع vascularized است در حالی که برای خنک کردن آب vascularized کمی کوچک بود. در نهایت، توزیع بهینه منبع گرما به صورت عددی برای کاهش حداکثر درجه‌حرارت و حداکثر اختلاف دمایی انجام شد و توزیع ۴۰ mm ۷۲ mm به عنوان بهترین انتخاب انتخاب شد. به طور کلی، سیستم خنک‌کننده مکانیکی مایع vascularized پیشرفته یک روش اتلاف حرارت جدید و موثر برای مدیریت حرارتی HPLDA ارایه می‌دهد.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.