相变传热在LED工矿灯中的散热设计与应用(2)

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2.2.1 LED灯的优点 10

2.2.2 LED的应用范围 10

2.3 LED的散热问题及散热途径中材料的选择 11

2.3.1 LED热量的产生 11

2.3.2 LED散热途径中材料的选择 12

3 热传递方式与散热方式 14

3.1 热传导、热对流、热辐射 14

3.2 对流换热、辐射换热、相变换热 17

4 大功率LED工矿灯散热的数值模拟与实验研究 20

4.1 相变技术简介 20

4.2 LED工矿灯简介 20

4.3 纯金属与相变式热管散热器的设计及建模 21

4.3.1 LED工矿灯散热器模型的设计 22

4.3.2 LED工矿灯散热器模型建立的步骤 26

4.4 数值模拟与实验测量结果对比分析 31

4.4.1 模拟条件的定义 31

4.4.2 网格的定义 32

4.4.3 结果分析 34

4.4.4 热管散热器实测 39

5 结论与展望 41

5.1 工作与总结 41

5.2 展望 41

致谢 43

参考文献 44

1 绪论

1.1 课题背景

1879年，由爱迪生经过不断的实验，研究出了世界上第一盏电灯，照亮了全世界，从此人们可以使用电能转化为光能，开启了白炽灯的时代[1]，且一直到现在市面上都还有使用。随后出现了荧光灯和气体放电灯，但是在众多家庭中使用的是白炽灯，它一直作为每户人家所选择的照明工具。由于它的发光原理与发光效率低的问题使得它浪费很多的能源，它是由电能转化为热能，当灯丝加热到一定温度后才能够发光。所使用的灯丝材料是钨丝，老化快、会挥发、容易断掉，所以它所使用的寿命也就会很短，造成资源的浪费；荧光灯相比于白炽灯会相对的节能，但是其中含有汞，坏掉之后没有得到很好的回收，就会对环境造成很大程度的污染。现在人们越来越重视环境的保护和能源的节约，而且中国是世界上人口最多的国家，做为一个人口大国，需要消耗很多的能源，而作为一个发展中国家，工业生产所带来的污染也很多。在照明这一块，2010年中国的白炽灯产量为39.5亿，国内销售量为10.7亿只，然而电光转换效率不足10%，造成了电力能源的极大浪费[2]。这样就影响了中国经济发展的脚步。