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登錄燈具散熱的案例
從散熱分析上修改燈具散熱殼的散熱結構 ¥1
結構1
散熱結構:齒高是13mm;齒厚為1mm;間隙為2mm;
SWSIMULATION分析結果:最高處溫度122℃。
ANSYS分析結果:130.5℃。
結構2
散熱結構:散熱齒上面中間挖槽。挖了10條寬8mm深4.5mm的槽。
SWSIMULATION分析結果:最高處溫度137℃(溫度上升了15℃)。
結構3
散熱結構:散熱齒整體降低4.5mm,散熱齒高度8.5mm。
SWSIMULATION分析結果:最高處溫度160℃(溫度上升了38℃)。
最終得出結果:結構1散熱齒高度最高不挖槽的散熱結構散熱的效果最好。
展開 燈具散熱殼的熱力分析
10顆燈珠,每顆燈珠功率50W。SWSIMULATION熱力分析,設置接觸面熱量500W,對流設置所有面對流25W/(m^2*k)。環境溫度設為313K,約40攝氏度。
對流換熱系數:
空氣自然對流:5-25W/(m^2*k)
氣體強制對流:20-300W/(m^2*k)
按上述條件:最高溫度是113.5℃
(熱量的方向選擇,選擇反向500w的制熱變成了-500w的制冷了。)
如圖,建立分割面,十個小燈珠分別50W熱量計算。
得出的結論:最高溫度能到達844℃。
熱對流面只設置為外表面,得出的結論。
得出結果:最高溫度處都940℃。
就因為從整個面的發熱,分割成幾個小塊兒的發熱環境,最終的溫度就會有很大的差距。
選用50W小燈珠,發熱量在20W左右。采用最后參數,重新計算。
得出的結論:最高溫度能到達361℃。
展開 ANSYS燈具散熱殼穩態熱分析-主分析文件
燈殼散熱,參數10顆燈珠,每顆燈珠設定50W完全用于發熱。
選用AL材料,對流系數是曲線值。在200℃及以上的熱導率是170W/m^2*K。
環境一:
設定環境溫度40℃,自然對流系數25W/m^2*℃。自然散熱面是去掉內側面的所有外側面。
發熱量在10個小燈珠區域,總計設為500W。熱對流只設置在外表面。對流系數25W/m^2*℃。
劃分網格,求解最高溫度。
初始溫度Initial temperature溫度設為22℃或者40℃結果最高溫度是130℃。
按照氣體強制對流設置參數80W/m^2*℃,結果最高溫度在75℃。
強制對流,發熱功率20W,最高溫度54℃。
自然對流,發熱功率20W,最高溫度76℃。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
結構二:
散熱貼緊面厚度從1.5mm增長到3慢慢厚,得出的計算結果。
最高溫度143℃(溫度增長13℃)。
設置氣體強制對流系數80W/m^2*℃,最高溫度為85℃。
展開 為什么LED燈會越用越暗呢?
?
知道了光衰產生的原因,那要延長LED燈具的壽命就好辦了。雖然光衰是一定的,但光衰的大小我們是可以控制的。延長LED燈具的壽命,把光衰降到最小,應做到以下幾點:
挑選質量好的LED燈具
首先,我們應盡量挑選質量和散熱性能較好的LED燈具。在使用過程中也應盡量減少燈具的工作負荷,才能延緩光衰速度,延長燈具壽命。
正確安裝
正確安裝室內燈具是延長燈具使用壽命的前提
如果安裝不正確,燈具很容易壞掉,有時候甚至發生爆裂,短路起火,非常的危險。例如:衛生間的燈須裝防潮類的燈具,廚房的燈應特別注意防油煙和水汽。
避免頻繁開關燈
家庭中室內燈具在使用要注意,不要頻繁地開和關,因為燈具在頻繁啟動的瞬間,通過光源的電流都大于正常工作時的電流,使得燈絲溫度急劇升高加速升華,從而會大大減少其使用壽命。
定期檢查
定期的對室內燈具進行檢查,尤其是吊燈。一方面檢查線路是否有老化,另一方面要檢查吊燈的懸掛是否安全,吊燈都是懸掛在重要位置或人來人往較多的地方,其安全穩固性應是第一位的。
展開 
Altair ProductDesign幫助完成產品散熱系統設計陶瓷簡化LED內部散熱系統
第二部分是散熱器,它將來自熱源的能量傳遞到散熱裝置上,這個部分通常伴隨著周圍空氣的自由對流或強制對流。位移第一和第二部分之間的第三部分承擔機構連接、電氣隔離以及熱傳遞的任務。這看起來似乎有些沖突,因為大多數具有良好導熱特性的材料通常是電的良導體。反之,大多數絕緣體材 料的隔熱性能較好。最好的解決方式是將LED與粘接在散熱片上的PCB板焊接起來。如此一來,PCB板用于電路板的原始功能就能保留下來。盡管PCB具有一定的熱傳導性,它們仍可用作隔熱層。
陶瓷散熱器CeramCool?是一種電路板與散熱器有效結合的結構,可以實現熱敏感零部件與電路的可靠散熱。它能使零部件直接或永久連接。同時,陶瓷是一種絕緣材料并可通過金屬墊片提供粘接面。用戶可以指定任意形狀的結構,這些結構甚至可以包含三維結構。這種散熱器逐漸成為一種基本的模塊并可以緊密關聯LED和其它部件。它可在不創建任何隔 熱層的情況下快速散發熱源產生的熱量。
設計概念的有效性證明
應用陶瓷的想法是在多組仿真模型中反復比對之后確定的。為了預測不同設計方案的熱特性,AltairProductDesign 研發了一種基于計算流體動力學的仿真流程和用于4W燈具散熱的、優化的陶瓷散熱器。研發過程中考慮了制造工藝要求。優化的結構使得4W的LED工作時最大溫度低于60℃,并且通過了物理實驗驗證。這一方案具有方形的外形(38mmx38mm x24mm),而且在較大空間中包含細長的片狀物。在鋁制同種結構(PCB上安裝LED)上將比它高出很多。根據PCB不同的熱傳導率(從λ=4W/mK到1,5W/mK),溫度將上升6K到28K。對LED來說,熱點區域即使是6K的溫度降低,也會對其 應力減少產生重大的影響。
概念靈活性
大多數CeramCool?
展開 Altair ProductDesign幫助完成產品散熱系統設計
它包括一個沖模,一個散熱片以及連接沖模與LED底部的銅質構件。從熱學上說,最理想的解決方案是將沖模與散熱片直接連接在一起。但考慮到產品的大批量生產,LED必須設計為標準化產品。第二部分是散熱器,它將來自熱源的能量傳遞到散熱裝置上,這個部分通常伴隨著周圍空氣的自由對流或強制對流。位移第一和第二部分之間的第三部分承擔機構連接、電氣隔離以及熱傳遞的任務。這看起來似乎有些沖突,因為大多數具有良好導熱特性的材料通常是電的良導體。反之,大多數絕緣體材料的隔熱性能較好。最好的解決方式是將LED與粘接在散熱片上的PCB板焊接起來。如此一來,PCB板用于電路板的原始功能就能保留下來。盡管PCB具有一定的熱傳導性,它們仍可用作隔熱層。
新材料新理念
陶瓷散熱器CeramCool?是一種電路板與散熱器有效結合的結構,可以實現熱敏感零部件與電路的可靠散熱。它能使零部件直接或永久連接。同時,陶瓷是一種絕緣材料并可通過金屬墊片提供粘接面。用戶可以指定任意形狀的結構,這些結構甚至可以包含三維結構。這種散熱器逐漸成為一種基本的模塊并可以緊密關聯LED和其它部件。它可在不創建任何隔熱層的情況下快速散發熱源產生的熱量。
設計概念的有效性證明
應用陶瓷的想法是在多組仿真模型中反復比對之后確定的。為了預測不同設計方案的熱特性,Altair ProductDesign研發了一種基于計算流體動力學的仿真流程和用于4W燈具散熱的、優化的陶瓷散熱器。研發過程中考慮了制造工藝要求。優化的結構使得4W的LED工作時最大溫度低于60℃,并且通過了物理實驗驗證。這一方案具有方形的外形(38mm x 38mm x 24mm),而且在較大空間中包含細長的片狀物。在鋁制同種結構(PCB上安裝LED)上將比它高出很多。
展開 Altair ProductDesign幫助完成產品散熱系統設計
它包括一個沖模,一個散熱片以及連接沖模與LED底部的銅質構件。從熱學上說,最理想的解決方案是將沖模與散熱片直接連接在一起。但考慮到產品的大批量生產,LED必須設計為標準化產品。第二部分是散熱器,它將來自熱源的能量傳遞到散熱裝置上,這個部分通常伴隨著周圍空氣的自由對流或強制對流。位移第一和第二部分之間的第三部分承擔機構連接、電氣隔離以及熱傳遞的任務。這看起來似乎有些沖突,因為大多數具有良好導熱特性的材料通常是電的良導體。反之,大多數絕緣體材料的隔熱性能較好。最好的解決方式是將LED與粘接在散熱片上的PCB板焊接起來。如此一來,PCB板用于電路板的原始功能就能保留下來。盡管PCB具有一定的熱傳導性,它們仍可用作隔熱層。
新材料新理念
陶瓷散熱器CeramCool?是一種電路板與散熱器有效結合的結構,可以實現熱敏感零部件與電路的可靠散熱。它能使零部件直接或永久連接。同時,陶瓷是一種絕緣材料并可通過金屬墊片提供粘接面。用戶可以指定任意形狀的結構,這些結構甚至可以包含三維結構。這種散熱器逐漸成為一種基本的模塊并可以緊密關聯LED和其它部件。它可在不創建任何隔熱層的情況下快速散發熱源產生的熱量。
設計概念的有效性證明
應用陶瓷的想法是在多組仿真模型中反復比對之后確定的。為了預測不同設計方案的熱特性,Altair ProductDesign研發了一種基于計算流體動力學的仿真流程和用于4W燈具散熱的、優化的陶瓷散熱器。研發過程中考慮了制造工藝要求。優化的結構使得4W的LED工作時最大溫度低于60℃,并且通過了物理實驗驗證。這一方案具有方形的外形(38mm x 38mm x 24mm),而且在較大空間中包含細長的片狀物。在鋁制同種結構(PCB上安裝LED)上將比它高出很多。
展開 ANSYS的熱分析模塊如何選擇使用,太多了,不知道怎么選
、多相流、輻射(P1、DO、S2S 等模型)
對流 / 輻射模型豐富(含介質吸收散射);可處理流固耦合界面熱阻;適合高雷諾數流動
學習曲線陡;網格要求高(邊界層 / 多尺度);計算資源消耗大
換熱器、泵體散熱、強迫對流冷卻、燃燒 / 化學反應放熱
Electrothermal(熱電耦合)
電場與溫度場雙向耦合,模擬焦耳生熱、珀爾帖效應、塞貝克效應
直接耦合電 - 熱自由度;適合電磁發熱問題;可與 Fluent / 穩態熱聯合仿真
僅穩態為主;難處理高頻電磁損耗;需準確電 / 熱材料參數
電阻絲發熱、半導體器件、電鍍、電磁線圈焦耳熱
熱 - 結構耦合(Thermal-Structural)
溫度場驅動結構應力 / 變形分析(單向 / 雙向耦合)
無縫傳遞熱 - 結構數據;支持熱膨脹、熱應力、熱疲勞評估
依賴熱分析精度;雙向耦合時求解成本高;需同時定義熱 / 結構材料屬性
高溫部件變形、焊接殘余應力、電子器件熱 - 機械失效
IcePak(電子散熱專用)
基于 Fluent 的電子散熱定制模塊,內置散熱器 / 風扇 / 多孔介質模型
電子散熱庫豐富;自動網格與求解設置;快速評估散熱方案
適用場景窄;復雜流體模型支持有限
服務器機箱、PCB 板、LED 燈具散熱設計
模塊說明
1.
展開 應用石墨烯材料的大功率LED散熱仿真
關鍵詞:LED結溫;熱仿真;散熱器;石墨烯;ICEPAK
0 引言
LED 燈是一種高效高節能、綠色環保的電子器件。LED燈具已被廣泛應用于家庭照明、交通信號燈、電視屏幕、汽車車燈等。在照明市場占據著越來越重要的地位。但是,隨著單顆燈珠功率增加以及封裝密度增加,經過長時間的工作后,面臨著LED結溫熱積聚的問題,結溫升高將導致燈具工作不穩定,出光效率降低以及照明壽命減小等問題。研究發現,大約七成的LED燈具失效由于結溫過高導致,當結溫大于一定值時,燈具的失效率將呈指數規律上升,結溫每上升 2 ℃,燈具的可靠性就下降 10%[1]。因此,使用高導熱材料將LED結溫處的溫度導出來顯得尤為重要。
LED燈具的散熱方式分為兩大類:主動式散熱和被動式散熱。常見的主動式散熱有:風冷散熱,液冷散熱,壓縮機制冷散熱,電子制冷散熱。被動式散熱主要的兩種方式是肋片散熱和熱管散熱。被動式散熱是目前LED燈具采用最廣泛的一種散熱方式,LED 燈封裝結構里包含有燈珠、散熱墊、熱沉、散熱器以及導熱硅膠墊。
展開 FloEFD熱仿真分析之基礎設置(三)
不同的模型都有個相對合理的計算域,如自然散熱的燈具而言,建議重力反方向留2個燈具高度,重力方向1個燈具高度,四周方向每邊留0.5個燈具寬度。若其他的分析類型,可自行進行計算域尺寸無關性的計算。
對于內部流動,如果考慮固體內熱傳導,計算域的邊界自動包圍整個模型,如果不考慮固體內熱傳導,則計算域的邊界僅包圍模型的流體通道。
如何編輯計算域
粗略操作:左擊分析樹下的計算域,窗口中顯示計算域的邊界,拖動箭頭可調整計算域的大小,粗略調整到滿意位置,若沿相同軸同時對稱地調整兩個邊界,可同時按住shift。注意總計有6各方向,新手不建議這么操作;
精準操作:右擊分析樹下的計算域,再左擊編輯定義,即可以設置計算域。默認識別是3D模型,如是2D流動模擬流動則可以將計算域重新定義為2D模擬,從而減少所需的內存和CPU時間。對于2D流動分析,會在計算域的兩個對邊上設置對稱的邊界條件。計算域的大小通過測量3D模型尺寸得到再乘以對應系數設置。當設置完計算域后可右擊模型樹計算域,選擇隱藏,以便后期的其他操作。此外,外觀顏色及透明度都可以根據要求更改,一般不做改動。
計算域的邊界條件
計算域的邊界條件默認為絕緣,當然還有對稱和周期性選項,如果完全確信內部或者外部流動是對稱的,可以調整計算域的大小分割出一個相關流動區域,那么可以選擇對稱選項,并把對應坐標方向上的大小調整到對稱軸的位置。如此,只要分析1/2模型甚至1/4模型就能得到整個模型的結果,可節省計算機資源(注意模型對稱后,熱功耗、流量等參數都對應進行變化)。
展開 (轉)現代轎車設計方法步驟和主要考慮因素
目前在世界上各大汽車企業,采用第一類設計方式的轎車一般會生產5~6年,但往往每一、兩年會進行局部改型,在燈具、飾件、散熱柵架上做些變化,然后冠以某某年款車型推向市場。
