论文部分内容阅读
目前，随着全球能源消耗的增加，世界各地均在提倡节能环保的生活。新一代光源LED因其节能环保、发光效率高等优点受到各国政府的广泛关注。但大功率LED仍存在着散热不良的问题，这直接影响其发光效率和使用寿命。因此，解决大功率LED散热问题对其推广应用有重大意义。本文对大功率LED散热原理、研究现状以及存在的问题进行深入分析，并具体探讨了散热器结构对散热性能的影响；采用数值模拟的方法对散热器散热过程进行研究，并结合正交试验的方法对其散热方案进行优化。具体研究工作及相关结论如下： 首先，借助FLUENT流体分析软件，对LED灯的散热性能进行研究，得到散热器在散热过程的温度分布、LED芯片温度等散热性能评价参数。与实际LED模型对比显示：数值模拟得到的散热器表面最高温度为54.3℃，而实际测试最高温度为54.6℃，误差在3％以内，说明所建立的模型有一定的通用性。 其次，建立具“烟囱效应”的散热器模型，并借助数值模拟手段对比分析了其与普通散热器的散热性能；探讨了散热器翅片高度、厚度以及个数等结构参数对散热性能的影响，并分析了不同的结构参数值对“烟囱效应”散热性能的影响。分析结果表明：利用“烟囱效应”能够有效地增强散热器的散热性能，并实现了对散热器的轻量化设计。 最后，设计了散热器优化方案。利用正交试验原理，选取散热器翅片高度、厚度和宽度等参数为优化因素，以LED芯片温度和散热器重量作为优化指标，对散热器进行优化。结果表明：优化后的散热器质量为90.31g，最高温度为58℃，平均温度40.4℃；均低于正交表中的9组试验方案的温度值。因此，该优化试验结果可做为散热器优化设计参考方案。 综上所述，本文借助数值模拟的研究手段对LED灯散热器散热性能进行研究，并结合正交试验方法，对翅片高度、厚度和宽度等散热器结构参数进行多目标优化，得到散热性能佳、质量轻的散热器结构，为进一步研究“烟囱效应”散热器的散热性能及结构优化提供了理论依据。