高功率板条激光介质的纵向强制对流换热技术

作     者：何建国 李明 貊泽强 王金舵 余锦 代守军 陈艳中 葛文琦 刘洋 凡炼文 He Jianguo;Li Ming;Mo Zeqiang;Wang Jinduo;Yu Jin;Dai Shoujun;Chen Yanzhong;Ge Wenqi;Liu Yang;Fan Lianwen

作者机构：中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院大学北京100049 中国科学院计算光学成像技术重点实验室北京100094 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB0407400) 中国科学院科研仪器设备研制项目(YJKYYQ20170035) 中国科学院光电研究院创新项目(Y70B15A13Y) 陕西省重点研发计划项目(2018ZDXM-GY-058) 国家重大科研仪器设备研究专项基金(ZDYZ2013-2) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2020年第49卷第9期

页      码：223-230页

摘      要：液体强制对流换热因具有较高的可靠性和性能稳定性而被广泛使用于高功率板条激光介质介质的制冷,但沿流场方向产生的温度梯度会显著改变激光介质的热应力状态而带来不良影响。提出了基于冷却流场与目标温度匹配控制思路的双大面侧泵激光介质纵向强制对流冷却方案(Longitudinal forced convection),利用非定常边界条件的流-固耦合有限元仿真方法对比了全腔浸泡对流冷却(Cavity forced convection)、微通道传导冷却技术方案(Micro-channel conduction),针对入口流量、流场状态、流道壁面条件等因素进行了详细研究。在30 L/min入口流量下,该方案热交换区域固液界面平均对流换热系数达104 W·m^-2·K^-1量级,且均匀分布。此外,通过改变壁面粗糙程度能够获得更高的对流换热系数。根据设计结果研制了一套板条激光放大器,实验监测点的温度结果与模拟仿真预测结果相吻合,冷却性能达到预期。

主 题 词：热管理 板条晶体 计算流体力学 强制对流换热 温度分布 

学科分类：0808[工学-自动化类] 080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0704[理学-天文学类] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA20200556

馆 藏 号：203986184...