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路燈散熱器自然對流分析

 
時間:2019-05-05 10:02 來源:未知 作者:admin 點擊:
     隨著LED技術的發展,功率型LED在背光、汽車、戶外照明、商業照明等領域都得到飛速發展。但是目前單顆LED的輸出光通量較低,對于戶外照明,需要將LED集成才能達到所需的亮度。在LED的光電轉化中,只有10%~20%的電能轉化為光輸出,其余的轉化為熱能,熱量通過LED基板傳導到外部安裝的散熱裝置來進行散熱。為了保證LED路燈的壽命和可靠性,led芯片結溫要控制在120℃以下。LED用于道路照明或隧道照明,要滿足防塵、防水、雷擊、風壓等多方面的要求,所以大功率LED路燈散熱器采用自然對流這種冷卻方式最佳。
 
    針對大功率LED路燈的散熱難題,國內外學者或制造者在散熱器結構和材料上做了很多工作。采用等效電路的熱阻法計算了大功率LED照明器的熱阻,并估算了散熱器的面積,然后利用Icepak軟件進行建模分析,改變散熱器結構的幾何參數,通過分析比較得出翅片高度變化對散熱性能影響最明顯。采用ansys有限元軟件對其散熱結構進行了熱分析,分析了鋁制熱沉不同結構參數對其溫度場的影響情況。通過模擬優化,有效減小了散熱器的質量,優化了散熱器的結構?;贚ED照明熱電元件和熱管技術來控制LED燈散熱,并增加一個余熱回收系統,結構復雜,附件多,影響其工作的穩定性。設計了多種大功率LED散熱器模型,但對各個散熱器在自然對流的模擬分析過程中,對其表面均采用定值平均換熱系數。雖然計算區域只有散熱器本身,大大地簡化了計算量,減少計算時間,方便散熱器設計,但由于幾何結構上的復雜性,平均換熱系數必須通過實驗與數值計算反復校正才能準確得到。對翅片散熱器進行了三維數值模擬優化,分析了不同肋片高度與肋片間距中空氣的速度大小分布情況;在不同的肋高和肋間距下,得出肋片不同的平均換熱系數。
 
    常規的50WLED路燈散熱器外形,其體積大,浪費的金屬材料多,成本居高不下,導致大功率LED路燈產業化應用受阻。采用Fluent軟件對這種散熱器進行了三維建模分析,研究了散熱器在大空間中自然對流換熱的耦合傳熱問題;研究了散熱器散熱過程中的溫度場與周圍空氣流動的矢量場,對散熱器的結構進行了改進。
 
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