基于沸腾-空化耦合效应的微通道线阵LD用热沉

针对大功率LD的冷却需求,基于沸腾-空化耦合效应,研制了一种微通道相变热沉,封装腔长1.5 mm的LD线阵。依据加工条件确定通道宽度、深度以及间距,采用2维数值模型估算了通道长度,热沉材料采用无氧铜,多层叠焊,外形尺寸为20 mm×12 mm×1.6 mm。实验测试了连续功率LD输出0~100 W时的电-光转换效率以及电流-输出功率等特性,冷却工质采用R134a,磁驱齿轮泵电机转速50 r/s时热沉热阻为0.3℃/W。结果显示微通道相变热沉具有良好的散热能力,能够满足大功率LD的散热要求。

矩形周期性扩缩微通道内沸腾流动与传热

为了探究矩形周期性扩缩微通道内沸腾流动与传热特性,建立了不同尺寸的矩形周期性扩缩微通道,使用去离子水作为工作流体,在入口速度为0.2m/s,热流密度为50W/cm^(2)的条件下进行数值模拟。结果表明,矩形周期性扩缩微通道中存在扩大和缩小的截面结构,微通道中的扩大部分提供了成核位点,有利于气泡成核且增大换热面积。随着扩缩结构的周期性频率增加,微通道中空化和沸腾耦合传热越剧烈,通道的中下游区域仍存在着较多小气泡,通道沿程小气泡数量增多,含气率增加,传热性能不断提高,并且微通道沿程壁面最高温度逐渐降低,通道沿程温度分布更加均匀。矩形周期性扩缩微通道减少了气泡与壁面的接触面积,减少了两相摩擦压降,但是微通道中扩大和收缩部分增加了通道中的流动阻力,周期性扩缩微通道中的压降随着结构参数γ增大呈增大趋势。同时微通道中流动传热的综合性能随扩缩通道变化频率增加呈现先增大后减小的趋势,当结构参数γ=0.2时,矩形周期性扩缩微通道的综合性能最好,比矩形直微通道提升了34%。

两相冲击强化换热激光二极管用单片热沉

针对大功率激光二极管（LD）的冷却需求,基于沸腾-空化耦合效应,以及场协同理论,研制了一种微通道两相冲击强化相变热沉,封装腔长1.5 mm的LD线阵。实验测试了连续功率LD输出0~100 W时的电-光转换效率以及电流-输出功率等特性,冷却工质采用R134a,磁驱齿轮泵电机转速23 Hz时热沉热阻为0.211℃/W。结果显示微通道相变热沉具有良好的取热能力,能够满足大功率LD的散热要求。与改进前的热沉相比,基于场协同理论优化了的两相冲击热沉,热阻明显下降。