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时间：2023-11-25 06:41:41 下载该word文档

激光设备冷却系统设计和改进
摘要：随着科学技术的飞速发展，激光设备冷却系统作为一种特殊的制冷装置，具有较高的可靠性、较强的环境适应性。本文以某行业的激光设备为例，分析并研究了激光设备冷却系统设计与改进方式，并提出建议。
关键词：激光设备；冷却系统；设计
前言
随着激光技术的不断加深，激光已经广泛应用于各个行业，在军事方面的应用尤为显著，其中强激光已经发展为定向能武器之一。在激光武器系统中，激光器在日常运行中会产生大量的热能，影响了激光系统的工作效率。为了提高激光器的工作质量，就必须尽快散发热量。固体激光器正常运行时需要保证一定的温度，从而确保设备能够匀速并稳定运行，这一情况可以通过控制冷却水箱的温度实现。此外，冷却水箱的温度控制难以在散热空间小、高热量密集的区域下进行。因此，优化激光设备冷却系统设计尤为必要。本文就激光典型的冷却技术进行探讨，其中探讨内容为液冷、喷雾冷却、热管和热泵等。
一、激光设备冷却系统设计
按照车载激光设备的使用要求，激光设备使用时需要安静、稳定的工作环境。因此，经过实验得出，直接使用制冷装置进行激光设备的冷却工作，会产生较大的噪音及震动，极大的影响了激光设备的正常使用。在冷却系统中，首先开启制冷装置，先对蓄冷系统进行蓄冷工作，然后启动释冷系统，制冷时间为半小时。这一冷却系统主要包括蓄冷系统、释冷系统。

冷却系统的工作原理：当启动蓄冷系统时，制冷装置中的螺杆压缩机、风冷冷凝器、贮液器、膨胀阀、板式蒸发器、冷却风机、蓄冷水泵、过滤器以及蓄冷水箱同时进入工作。开启蓄冷系统时，应严格按照使用说明一步步操作，首先开启冷却风机、蓄冷水泵、螺杆压缩机，从而实现对蓄冷系统蓄冷，当蓄冷系统温度为零下10℃时，蓄冷系统会自动关闭，激光设备暂停工作。
当启动释冷系统时，循环水泵、水路过滤器、三通调节阀、蓄冷水箱同时进入工作。开启释冷模式时，首先开启主循环水泵，这时蓄冷水箱内的冷却液体跟随主循环水泵一起工作，经过三通调节水阀的控制，实现激光设备换热部件与其他换热部件进行换热，从而达到散发激光设备余热的目的，这时冷却液体用剩下的一部分会自动回到三通调节水阀，另一部分会继续跟随主循环水泵工作，循环散热，直到供水温度达到指定数值时，释冷系统就会自动关闭。
二、大功率激光设备冷却系统设计分析
三、冷却系统以技术参数为辅助，针对蓄冷系统的供水温度进行设置，从而展开冷却系统的设计工作，下文主要就蓄冷水箱以及制冷系统做了分析与探讨。
（一）蓄冷水箱体积计算
设定实验环境为零下20℃，冷却液体选用体积浓度为40%的CH2（OH）CH2（OH）（乙二醇）溶液，乙二醇的冰点为零下25℃，密度为1071.98kg/m3,比热容为3.334KJ/kg·k，热负荷为200kw，当实验供水温度为20℃，供水流量则为500L/min。蓄冷水箱的热量计算公式为：

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