Šiluminės analizės įrankis
Šiluminės analizės programinė įranga gali realiai imituoti šiluminę sistemos būseną ir gali būti termiškai imituojama gaminio projektavimo etape, kad būtų nustatyta aukščiausia modelio temperatūra. Viršijus leistiną temperatūrą, šilumos išsklaidymo priemonės turėtų būti patobulintos, kad atitiktų naudojimo reikalavimus. Tai sumažina projektavimo, perprojektavimo ir dauginimo išlaidas ir padidina produkto sėkmės procentą.
Šiuo metu yra daugybė šiluminės analizės programinės įrangos rūšių, tokių kaip ANSYS, FLUENT, EFD, ICEPAK ir FloTherm.
1) Veikimo požiūriu, EFD yra įterptas į PRO / E, SW, CATIA programinę įrangą. Programinės įrangos modelį lengva nustatyti ir nustatyti. Tai naudinga atliekant grubius skaičiavimus inžinerijoje, tačiau programinė įranga užima daugiau sistemos išteklių. Ji neturėtų būti padalinta per daug, o skaičiavimo tikslumas nėra didelis.
2) Kalbant apie pritaikomumą, ICEPAK yra įterptas į ANSYS WB12.1, kuris gali dirbti su sudėtingais paviršiais. Modelio importavimo funkcija buvo žymiai patobulinta, o programinė įranga yra paprasta. Kaip ir EFD, srauto būsenos nereikia rankiniu būdu apskaičiuoti. Greitai tvarkomos sudėtingos akys.
3) Remiantis elektroninio aušinimo tradicijomis, „FloTherm“ yra platesnė nei ICSPAK ir ilgą laiką užėmė elektroninės šiluminės analizės rinką, tačiau sunku apdoroti išlenktus paviršius. Modeliavimas yra pagrindinis LED šviestuvų dizainerių klausimas.
4) Profesiniu požiūriu ANSYS ir FLUENT yra geriausia akademinės ir esė programinė įranga, pabrėžiantys tikslius teorijos skaičiavimus. ANSYS programinė įranga pagrįsta baigtinių elementų metodu, o skaičiavimo rezultatas yra labai tikslus. Tai tinka tiems, kurie turi aukštesnį teorinį pagrindą ir gali lengvai realizuoti rankinį programavimą ir optimizavimo dizainą.
Remiantis aukščiau pateiktu palyginimu, termiškai analizei buvo naudojama ANSYS programinė įranga.
Didelės galios LED lempos šiluminė analizė
Šiame darbe kaip pavyzdys tyrimams naudojama didelės galios LED lemputė. Šviestuvo šiluminė modeliavimo analizė atliekama naudojant ANSYS programinę įrangą. Analizės etapai yra šie: supaprastinto modelio sukūrimas, ribinių sąlygų nustatymas, tinklelio padalijimas ir skaičiavimas.
Fizikinis šviestuvo modelis
Tyrimo modeliu buvo pasirinktas didelės galios LED tunelinis apšvietimas, kurį sukūrė tam tikra LED įmonė Zhejiang. Lempa susideda iš LED lempų rutuliukų, lempų gaubtų, odinių pagalvėlių, veidrodžių, plokštės, šilumos kriauklių ir maitinimo šaltinių.
Tarp jų lempos rutulys parodytas 2 paveiksle, kuris priklauso integruotai paketo struktūrai. Kiekviena lempos rutulys yra supakuota su 9 GaN mėlynos šviesos drožlėmis, trys stygos yra sujungtos nuosekliai, o lusto paviršius padengtas fosforu, kad būtų galima kompensuoti šviesą. Lustas aprišamas epoksidine derva ir pritvirtinamas ant varinės šilumos kriauklės sidabro klijais. Įdėkite objektyvą ir prijunkite elektrodą auksine viela. Šilumos kriauklė ir plokštė yra sujungtos šilumą laidžiu silikageliu, o plokštė ir šilumos kriauklė yra pritvirtintos varžtais iš keturių šilumos kriauklės pusių. Norint sumažinti kontaktinę šiluminę varžą, vidurinis plokštės ir šilumos kriauklės sluoksnis taip pat yra padengtas šilumą laidžiu silikageliu.
Šviestuvo šiluminio tinklo modelis
Yra trys pagrindiniai būdai, kaip analizuoti LED lempos šilumos išsklaidymą pagal lempos struktūrą:
1) lustas - fosforo sluoksnis - epoksidinė derva - lęšis - aplinka;
2) mikroschema - auksinė viela - laikiklis - plokštė - šiluminis silikagelis - šilumnešis - aplinka;
3) Lustas - sidabro klijai - vario šilumos šalintuvas - šiluminis silikagelis - plokštė - šiluminis silikagelis - šilumos šaltinis - aplinka.
Kadangi kapsulėms naudojamos epoksidinės dervos šilumos laidumas yra tik 0,2 W / (m · k), čia atliekamas šiluminis apdorojimas. Be to, auksinės vielos plotas yra labai mažas, o šilumos perdavimo efektas yra minimalus. Todėl pagrindinis šilumos išsklaidymo kelias yra trečias, tai yra, lusto skleidžiama šiluma yra vykdoma šilumos kriaukle, šilumai laidžiu silikageliu, plokštės, šilumą laidžiu silikageliu į šilumos kriauklę, o tada šilumos kriauklė. Įveskite orą konvekciniu būdu.
Šis tyrimas pirmiausia supaprastina modelį, pagrįstą aukščiau pateiktos analizės pagrindiniais šilumos išsklaidymo metodais: supaprastinant LED lempos objektyvą į stačiakampį lygiagretainį, siekiant sumažinti skaičiavimų kiekį; supaprastinant sidabro pastą tarp drožlės ir šilumos kriauklės iki plonos 0,1 mm plokštės; lempučių karoliukai ir šilumos išsiskyrimas Šiluminis silicio dioksidas tarp lakštų yra supaprastintas iki 0,3 mm plonos plokštės.
Šiluminė lempų analizė
Tada nustatykite ribines sąlygas pagal šviestuvo naudojimo situaciją ir tikrąsias darbo sąlygas taip:
1) Kiekvienos lusto galia yra 1,5 W, o šviesos efektyvumas - 20%, todėl kaitinimo galia vienai lustei yra 1,2 W, tai yra, kiekvieno šaltinio bendra šiluma yra apibrėžta kaip 1,2 W.
2) Šviestuvas yra tunelio šviesa, o maksimali temperatūra neviršija 100 ° C, todėl saulės radiacija nelaikoma.
3) Faktinio naudojimo metu šviestuvas yra tiesiogiai montuojamas išoriniame ore, kuris priklauso natūraliai konvekcijai. Todėl šeši gaubto paviršiai laikomi atidaromais, o aplinkos temperatūra laikoma 25 ° C.
Maksimali šviestuvo temperatūra yra sutelkta luste, o maksimali temperatūra siekia 76,23 ° C. Atsižvelgiant į tam tikrą klaidą, labai tikėtina, kad ji viršys maksimalią leistiną sankryžos temperatūrą - 80 ° C. Galima pastebėti, kad LED šviestuvo dabartinis šilumos išsiskyrimas yra palyginti menkas, todėl būtina atlikti dabartinę aušinimo sistemą. tobulėti. Pagrindinė aukštos lempos temperatūros analizės priežastis yra ta, kad plokštės storis yra didelis, o šilumos laidumas yra prastas, o šilumos išsklaidymo sluoksnis yra per didelis, dėl ko atsiranda šilumos laidumo kliūtis, o šiluma nėra gera perduodama.