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產品知識  Product Knowledge

熱流模擬分析

模型建立

進行熱流模擬前,我們須先將模型建立起來,把我們期望的散熱器模型及LED及其相關零配件,利用AutoCAD軟體來進行建模,若模型建立越細膩,所得到的結果會更接近真實;
模型建立如圖:

熱流模擬

利用AutoCAD完成模型建立後,將其匯出轉換為熱流模擬所能接受的3D模型檔;為了得到檔案最大相容性,我們採用「Autodesk Simulation CFD」來進行熱流模擬計算,材料設定如上圖,

相關參數設定:
產生一個15cm*15cm*7.5cm的包覆體,材料設定為「空氣」
在LED鋁基板與散熱器間,進增一材料導熱率為0.8之「導熱墊」,厚度為0.2mm,以此代替散熱膏材料
所有模型初始條件設定「溫度25℃」
「空氣」材料邊界條件設定「溫度30℃」
LED內部發熱體設定為「3W」,合計9顆
假設空氣無額外流動,不設定任何「速度」的初始條件
為了節省運算時間,不設定「壓力」、「溼度」、「純量」等初始條件
物理模型內打開「流體」與「傳熱」
求解模式為「穩態」
計算的疊代次數設定為「100」
完成以上設計後,即可開始進行求解

第14次疊代計算結果:

第17次疊代計算結果:

第19次疊代計算結果:

第28次疊代計算結果:

第53次疊代計算結果:

第70次疊代計算結果:

第83次疊代計算結果:

第90次疊代計算結果:

第99次疊代計算結果:

從以上模擬結果可以了解,熱傳導尚屬平均的往散熱器各部位傳遞,符合散熱器能夠均勻傳導熱的必須條件。唯有熱過度集中在LED鋁基板的中心部位,則屬於美中不足的地方,不論任何型式的散熱器,都會有燈板內徑的溫度比外徑要高的問題,實屬無可避免;最後,則是LED中心點呈現的溫度,是所有模型內最高溫的地方,因此,生產時,須針對LED中心點,加強溫度的控制。

熱流模擬,最重要的目的是用來進行散熱器模型對熱傳導的均齊度進行評估,量產前,用來驗證散熱器模型的熱傳導性能,模擬結果並不能代表量產時的結果;畢竟,現實環境條件是複雜且多變化。模擬則以預期最惡劣環境為評估條件。

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