GH-4型LED路燈散熱器傳熱研究.pdf

1、隨著LED技術(shù)向著大功率方向發(fā)展，散熱問題已經(jīng)成為L(zhǎng)ED能否高效、長(zhǎng)期使用的關(guān)鍵問題，很多學(xué)者從LED芯片的封裝材料和結(jié)構(gòu)方面做了大量研究，但是能否最有效的降低結(jié)溫主要取決于外接散熱器的散熱情況。本文結(jié)合LED路燈的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，對(duì)LED路燈散熱器在大空間自然對(duì)流換熱進(jìn)行了研究。首先，根據(jù)LED路燈散熱機(jī)理，建立了LED路燈的熱阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)芯片結(jié)溫和散熱器基板中心溫度之間的關(guān)系進(jìn)行了分析；其次，實(shí)驗(yàn)測(cè)試了GH-4型LED路燈散熱器基板

2、的中心溫度隨功率變化的情況，擬合了實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，得到了該散熱器散熱情況的基本數(shù)據(jù)；在此基礎(chǔ)上，用數(shù)值模擬方法探討了該型散熱器的傳熱性能。
　　基于上述研究，有下列結(jié)論：
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)值擬合了自然對(duì)流的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式Nu=0.34(GrPr)0.24，與大空間自然對(duì)流的理論實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式對(duì)比，發(fā)現(xiàn)Gr在105～107范圍內(nèi)，由于翅片散熱器的基板阻礙空氣進(jìn)入翅片間換熱，使得實(shí)驗(yàn)中得到的對(duì)流換熱系數(shù)小于理論對(duì)流換熱系數(shù)；計(jì)算了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式

3、的散熱器熱阻值，由于實(shí)驗(yàn)中制造工藝導(dǎo)致的導(dǎo)熱硅膠熱阻和氣泡層熱阻等熱阻值，使得實(shí)驗(yàn)值擬合的關(guān)聯(lián)式計(jì)算得到的散熱器熱阻值較大。
　　在數(shù)值分析過程中，通過對(duì)大空間計(jì)算區(qū)域的優(yōu)化、網(wǎng)格細(xì)化、邊界條件的設(shè)定、湍流模型的選取、控制方程中壓力項(xiàng)在離散時(shí)的差值格式的選用以及收斂判據(jù)等方面的研究，共擬合了十二種不同計(jì)算定解條件的組合來對(duì)翅片散熱器進(jìn)行大空間自然對(duì)流的數(shù)值計(jì)算。經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，對(duì)于大空間自然對(duì)流翅片散熱器的換熱，采用低Re數(shù)k-ε