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路灯散热器自然对流分析

 
时间:2019-03-28 11:08 来源:未知 作者:admin 点击:
     随着LED技术的发展,功率型LED在背光、汽车、户外照明、商业照明等领域都得到飞速发展。但是目前单颗LED的输出光通量较低,对于户外照明,需要将LED集成才能达到所需的亮度。在LED的光电转化中,只有10%~20%的电能转化为光输出,其余的转化为热能,热量通过LED基板传导到外部安装的散热装置来进行散热。为了保证LED路灯的寿命和可靠性,led芯片结温要控制在120℃以下。LED用于道路照明或隧道照明,要满足防尘、防水、雷击、风压等多方面的要求,所以大功率LED路灯散热器采用自然对流这种冷却方式最佳。
 
    针对大功率LED路灯的散热难题,国内外学者或制造者在散热器结构和材料上做了很多工作。采用等效电路的热阻法计算了大功率LED照明器的热阻,并估算了散热器的面积,然后利用Icepak软件进行建模分析,改变散热器结构的几何参数,通过分析比较得出翅片高度变化对散热性能影响最明显。采用ansys有限元软件对其散热结构进行了热分析,分析了铝制热沉不同结构参数对其温度场的影响情况。通过模拟优化,有效减小了散热器的质量,优化了散热器的结构。基于LED照明热电元件和热管技术来控制LED灯散热,并增加一个余热回收系统,结构复杂,附件多,影响其工作的稳定性。设计了多种大功率LED散热器模型,但对各个散热器在自然对流的模拟分析过程中,对其表面均采用定值平均换热系数。虽然计算区域只有散热器本身,大大地简化了计算量,减少计算时间,方便散热器设计,但由于几何结构上的复杂性,平均换热系数必须通过实验与数值计算反复校正才能准确得到。对翅片散热器进行了三维数值模拟优化,分析了不同肋片高度与肋片间距中空气的速度大小分布情况;在不同的肋高和肋间距下,得出肋片不同的平均换热系数。
 
    常规的50WLED路灯散热器外形,其体积大,浪费的金属材料多,成本居高不下,导致大功率LED路灯产业化应用受阻。采用Fluent软件对这种散热器进行了三维建模分析,研究了散热器在大空间中自然对流换热的耦合传热问题;研究了散热器散热过程中的温度场与周围空气流动的矢量场,对散热器的结构进行了改进。
 
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