Embedded cooling with 3D manifold for vehicle power electronics application: Single-phase thermal-fluid performance

材料科学 计算机冷却 微通道 压力降 焦耳加热 热流密度 热阻 电子设备冷却 传热 机械 热力学 电子设备和系统的热管理 机械工程 复合材料 物理 纳米技术 工程类
作者
Ki Wook Jung,Chirag R. Kharangate,Hyoungsoon Lee,James W. Palko,Feng Zhou,Mehdi Asheghi,Ercan M. Dede,Kenneth E. Goodson
出处
期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer [Elsevier BV]
卷期号:130: 1108-1119 被引量:113
标识
DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.10.108
摘要

Single-phase thermal-fluidic performance of an embedded silicon microchannel cold-plate (25 parallel channels: 75 μm × 150 μm) with a 3-D liquid distribution manifold (6 inlets: 700 μm × 150 μm) and vapor extraction conduits, is investigated using water as working fluid. A 3D manifold is fabricated from silicon and bonded to a silicon microchannel substrate to form a monolithic microcooler (μ-cooler). A metal serpentine bridge (52 mm2 of footprint) and multiple resistance temperature detectors (RTDs) are used for electrical Joule-heating and thermometry, respectively. The experimental results for maximum and average temperatures of the chip, pressure drop, thermal resistance (as low as 0.68 K/W), average heat transfer coefficient (∼30,000–50,000 W/m2 K) for flow rates of 0.03, 0.06 and 0.1 l/min and heat fluxes of 60, 100 and 250 W/cm2 are reported. The embedded microchannel-3D manifold μ-cooler device is capable of removing 250 W/cm2 at a maximum temperature of 90 °C with less than 3 kPa pressure drop for a flow rate of 0.1 l/min. The results from conjugate thermal-fluidic numerical simulations agree well with the experimental data over the wide range of heat fluxes and flow conditions. The numerical simulation results also hint at the possibility of removing up to ∼850 W/cm2 using single-phase water at a maximum temperature of 166 °C at the same pressure drop and flow rate. This offers a very attractive strategy/option for cooling of high heat flux power electronics using single-phase water.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zyc1111111发布了新的文献求助10
刚刚
xiaobai发布了新的文献求助10
1秒前
顾矜应助龙牙采纳,获得10
1秒前
勤恳涵菡发布了新的文献求助10
1秒前
Wguan完成签到,获得积分10
2秒前
华仔应助小哇采纳,获得10
2秒前
英姑应助Yellue采纳,获得10
3秒前
无望幽月完成签到 ,获得积分10
3秒前
Lau完成签到,获得积分10
4秒前
领导范儿应助星星采纳,获得10
5秒前
tannie完成签到 ,获得积分10
5秒前
吼吼哈哈完成签到,获得积分10
6秒前
糕糕发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
mmm完成签到,获得积分20
11秒前
龙牙发布了新的文献求助10
12秒前
zyc1111111完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI5应助秋子采纳,获得10
15秒前
17秒前
龙牙完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
天侠客完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
十文字发布了新的文献求助10
23秒前
杨冰发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
25秒前
WYN发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
夏下下完成签到 ,获得积分10
26秒前
qiao应助科研通管家采纳,获得50
27秒前
HEIKU应助科研通管家采纳,获得20
27秒前
27秒前
HEAR应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
科研通AI5应助十文字采纳,获得10
27秒前
29秒前
苹果诗筠发布了新的文献求助10
30秒前
南宫映榕发布了新的文献求助30
30秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780330
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325604
关于积分的说明 10223724
捐赠科研通 3040799
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669004
邀请新用户注册赠送积分活动 798962
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758648