收藏本站

LED重力热管散热器气液两相运动机制和传热特性研究

【摘要】:近些年来,发光二极管(LED)照明由于具有很高的发光效率和能够环保的特点,在照明市场中扮演了非常重要的角色。LED灯芯片单位面积加热功率的增加,能够使其获得更高的热性能,这会导致LED芯片局部温度过高。如果热量不能够有效地释放出去,那么LED灯的寿命和可靠性就会降低。因此,散热对于大功率LED照明是非常重要的,又由于LED照明功率大,其工作条件温和,空间尺寸限制较小,重力热管散热器具有设计成本低和很高的热传导能力,能够把积聚在LED芯片的热量及时导出去。本文主要研究LED重力热管散热器传热特性和气液两相运动机制,这对掌握重力热管散热器传热机理和提高其传热性能具有重要的理论和现实意义。通过实验研究在自然对流散热条件下重力热管的蒸发段润湿性、充液率、倾斜角以及加热功率对其传热性能的影响。研究结果表明亲水性蒸发段的重力热管壁面温差比疏水性蒸发段的要小。充液率为20-30%,重力热管的热阻值是最小的。加热功率从10 W增加到14 W,带有亲水性蒸发段的重力热管的热阻变化显著(降低了44.1%)。在不超过温度阈值的前提下,LED散热器的最大散热能力为117 W。为了能够详细地揭示重力热管内部传热机理,建立瞬态传质时间松弛参数的相变模型、接触角模型并耦合VOF模型,并通过实验验证数值模拟可靠性和可行性。研究结果表明在没有考虑瞬态传质时间松弛参数的条件下,模拟和实验绝对温度、蒸发段和冷凝段热阻的相对误差分别为2.01-2.97%、18.31-21.74%和15.34-28.25%;考虑瞬态传质时间松弛参数的条件下,模拟和实验绝对温度、蒸发段以及冷凝段热阻的相对误差分别为0.27-0.73%、3.21-4.23%以及2.45-6.78%,这比没有考虑瞬态传质时间松弛参数的相对误差要小。通过对带有亲水性和疏水性蒸发段的重力热管外壁面模拟和实验温度进行对比,模拟和实验绝对温度的相对误差在0.1-0.15%,这可以证明模型是准确和可靠的。数值模拟研究在自然对流冷却条件下重力热管的充液率、倾斜角、蒸发段润湿性以及加热功率对其传热性能的影响并揭示传热机理。研究结果表明由于过低充液率(12%)会导致蒸发段壁面出现干涸现象,过高的充液率(40%)会阻止大气泡到达液池上表面,因此在充液率为20-30%时,重力热管的热阻值是最小的,传热性能是最佳的。倾斜角从15°增加到90°,由于附着在蒸发段壁面气泡越来越少,重力热管的热阻在逐渐的降低,降低了59.5%。在亲水性蒸发段中,由于气泡从内壁面脱离频率高,这样会强化传热;而在疏水性蒸发段中,气泡在内壁面占有很大的组分,气泡脱离频率小,这样会恶化传热。对于倾斜角为90°和充液率为25%的工况,当加热功率从10 W增加到14 W时,由于亲水性蒸发段的气泡脱离频率增加幅度(265%增加)比疏水性(100%增加)的大,从而使得带有亲水性蒸发段的重力热管热阻变化(44.1%减少)比疏水性(20.6%减少)蒸发段的重力热管热阻更为显著。采用耦合热阻网络模型和有限体积法研究翅片数目、翅片长度和加热功率对重力热管散热器传热特性的影响。研究结果表明随着重力热管散热器翅片数目的增多,重力热管散热器底部最大温度和热阻都呈现先减小后增大的趋势。重力热管散热器散热性能的最佳点向翅片长度增加的方向移动,翅片数目分别为20、25、30、35以及40所对应重力热管散热器散热性能的最佳点的翅片长度分别为30 mm、45 mm、60 mm、75 mm以及90 mm。当翅片的长度在30–60mm时,翅片长度的变化对重力热管散热器底部最大温度和热阻的影响显著。加热功率的变化(50-200 W)对翅片数目为30和翅片长度为60 mm的重力热管散热器热阻的影响最为显著(43.3%减小)。采用响应曲面和遗传算法以翅片数目、翅片长度以及加热功率为操作因子,以重力热管散热器底部最大温度、热阻以及质量为目标函数,进行试验设计、响应分析并进行多目标优化。研究结果表明翅片的长度对于重力热管散热器底部最大温度和热阻的影响最为显著,翅片数目对于重力热管散热器质量的影响最为显著。此外,还得到了重力热管散热器传热性能的Pareto最优解集。

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 何斌俊;;浅析LED日光灯环保节能经济效益[J];汕头科技;2016年Z1期
2 ;LED联盟考察南山湾工业园[J];汕头科技;2013年02期
3 ;美国发明石墨泡沫散热片延长LED寿命[J];中国粉体工业;2010年05期
4 施国红;;双面大灯泡LED蓝光灯治疗新生儿高胆红素血症的效果分析[J];中国医药指南;2018年19期
5 杨雨芹;;光伏LED智能控制器设计[J];林区教学;2017年04期
6 周平;;基于电子信息技术下的物理实验——探究LED和数码相机在运动学实验中的应用[J];课程教育研究;2017年26期
7 冯建民;;LED大屏幕组合显示系统应用浅说——以河南电视台1500平米演播室为例[J];教育传媒研究;2016年05期
8 黄小芳;贾志绚;苏家仲;;LED主动发光交通标志的经济性研究[J];市政技术;2016年06期
9 张玉杰;周洁;邱金妮;;LED景观照明系统设计与实现[J];电子器件;2017年01期
10 董金旭;张莹;王洪峰;何春梅;;LED光源及激素因子对铁皮石斛生长的影响[J];热带林业;2016年04期
11 金勇;;LED大屏在电视文艺晚会中的艺术实践[J];科技传播;2016年23期
12 孙超;孙帮雄;马凤国;;LED封装用高折射率液体硅橡胶的研究进展[J];有机硅材料;2017年01期
13 简凯;李东兵;胡春青;杨金梁;聂俊;;适用于LED光固化体系的光引发剂的研究进展[J];涂料工业;2016年10期
14 李少军;;探究LED大屏幕信息发布的技术与应用[J];科技经济导刊;2017年02期
15 陈腾;;新规范下LED灯在隧道照明中的应用[J];低碳世界;2017年02期
16 张瑜丹;;双面大灯泡LED蓝光灯治疗新生儿高胆红素血症效果观察[J];中外医学研究;2017年05期
17 邓桂芳;;LED车灯为现代摩托车骑手的安全行驶保驾护航[J];光源与照明;2016年04期
18 张正道;;LED在绿色照明中应用的综合评述[J];光源与照明;2016年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陳隆建;李冠霖;;鹵化物鈣鈦礦之暖白光LED開發[A];海峡两岸第二十三届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2016年
2 郑丽;盛爱武;薛建平;李煜坤;杨富银;;LED光源与传统光源对切花菊‘白扇’栽培节能性和有效性对比[A];第二届全国农用塑料设施大棚、温室栽培技术交流会资料汇编[C];2016年
3 杨凤玺;许庆全;朱根发;;不同LED光质处理对莲瓣兰组培苗生长的影响[A];中国观赏园艺研究进展2016[C];2016年
4 陈敏;张静;谭鹏峰;吉文卿;王彩凤;陈苏;;二维光子晶体异构体在白光LED面光源上的增强应用[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十一分会:胶体与界面化学[C];2016年
5 王子颉;徐方卉;周小丽;;LED补光促进铁皮石斛生长的初步研究[A];2017年中国照明论坛——半导体照明创新应用与智慧照明发展论坛论文集[C];2017年
6 吴东辉;;LED室外照明与光污染[A];2015年中国照明论坛——LED照明产品设计、应用与创新论坛论文集[C];2015年
7 吴东辉;;LED技术对控制光污染的意义[A];海峡两岸第二十二届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2015年
8 史玲娜;涂耘;王小军;;LED在隧道照明中的节能优化设计研究[A];2015年中国照明论坛——LED照明产品设计、应用与创新论坛论文集[C];2015年
9 陳政憲;徐紹維;吳貴能;洪紹棠;;影像式即時分析儀及陣列式照度量測儀應用於LED道路照明現場量測評估之研究[A];海峡两岸第二十二届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2015年
10 何飞;;一种适用于球形灯具使用的LED光源设计[A];2015年中国照明论坛——LED照明产品设计、应用与创新论坛论文集[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 艾琳;铜纳米簇的自组装诱导发光机理研究及白光LED应用[D];吉林大学;2018年
2 王海燕;Si衬底上GaN基LED外延材料的两步法生长[D];华南理工大学;2018年
3 许智;LED重力热管散热器气液两相运动机制和传热特性研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
4 客洪亮;白光LED阵列结温检测以及寿命预测分析[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2017年
5 孔丽;白光LED用荧光粉的合成与光谱性能研究[D];吉林大学;2008年
6 黄翀;LED光(640nm)通过HIF-1α调控角质形成细胞移行及其骨架改变[D];第二军医大学;2017年
7 朱革;(近)紫外白光LED用几种氧化物基发光材料的制备及其发光性能研究[D];兰州大学;2015年
8 王玲;LED封装用高性能导电胶的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
9 袁博;硅铝酸盐基白光LED荧光粉的发光性能及其应用研究[D];吉林大学;2016年
10 侯京山;氧化物基白光LED荧光粉的设计与合成[D];东华大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张佳宁;LED黄疸光疗灯光谱结构及其生物光学效应研究[D];华侨大学;2018年
2 余梦琦;大功率白光LED荧光粉微涂覆检测关键问题研究[D];华南理工大学;2018年
3 王海;有机金属卤化物钙钛矿纳米材料的制备及其性能研究[D];华东师范大学;2018年
4 郑明治;纸张识别技术的研究及其在LED智能调光调色照明系统中的应用[D];广东工业大学;2018年
5 符民;LED植物光源阵列设计与光环境研究[D];华南理工大学;2018年
6 舒倩茜;智慧城市建设环境下LED中小型照明企业战略转型研究[D];华中师范大学;2018年
7 张宏志;白光LED用硅酸盐发光材料的合成与性能研究[D];中南林业科技大学;2018年
8 冯亦干;智能无线LED台灯照度检测仪器的开发和研究[D];浙江工业大学;2017年
9 李海林;LED热特性稳态测试实验教学系统的开发[D];天津工业大学;2018年
10 符安杰;暖白光LED用Mn~(4+)掺杂的红色荧光粉的制备与光学性质研究[D];广西大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 蔡维希;[N];中国化工报;2013年
2 李俊霖;[N];中国知识产权报;2016年
3 记者 邓少军;[N];江门日报;2017年
4 湖北 朱少华 编译;[N];电子报;2017年
5 湖南 王志军;[N];电子报;2017年
6 ;[N];电子报;2017年
7 湖北 朱少华 编译;[N];电子报;2017年
8 本报记者 隋胜伟;[N];中山日报;2017年
9 福建 蔡文年;[N];电子报;2017年
10 河南 刘伟宏;[N];电子报;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|