LED热设计及仿真应用

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热流仿真分析在高功率LED散热设计中的应用

热流仿真分析在高功率LED散热设计中的应用

热流仿真分析在高功率LED散热设计中的应用随着LED技术的不断发展,高功率LED的应用越来越广泛,而其中散热问题也越来越受到关注。

好的散热设计不仅可以保证LED的长期稳定工作,还能延长其寿命。

在散热设计中,热流仿真分析被广泛应用,因其可以帮助工程师更好地了解LED散热过程中的各种热学参数,从而实现更优秀的散热设计。

热流仿真分析是指使用计算机模拟技术,将LED散热设计中的热流场分析、热传导和对流散热等问题进行数值模拟,从而对散热性能进行评估和优化。

其本质是通过对LED芯片内部和周围材料在热传导方面的特性进行模拟和分析,预测LED散热性能、继而进行优化设计的过程。

一般的散热设计工程师在设计LED的散热方案时,首先要对LED的使用环境进行分析,包括空气温度、空气流速、LED灯具的结构、使用寿命等等。

然后,需要了解LED芯片的热性能参数,比如导热系数、材料的热容量、散热器的热传导性能等。

最后,采用热流仿真软件,将这些信息输入计算机,进行热流仿真分析,得出LED散热设计的初步方案,继而进行评估和改进,以达到最优化的散热效果。

在LED散热设计中,热流仿真分析的应用有以下几个优点:1、不同散热设计的比较通过热流仿真分析,工程师可以针对不同的散热方案,进行模拟分析,然后通过比较各种参数的结果,找出最优的散热设计方案。

这种分析方法可以帮助工程师节省时间和成本,避免在实际应用中出现故障和不必要的损失。

2、预测LED使用寿命热流仿真分析可以模拟LED的热流场,并通过计算各种参数的值,预测LED使用寿命。

因为LED灯在高温环境下,其使用寿命会缩短,而热流仿真可以帮助工程师减少LED温度升高的影响,延长使用寿命。

3、降低散热设计成本在LED散热设计阶段,通常需要尽可能地降低成本,热流仿真分析可以通过数值模拟,实现对LED散热器的优化,降低制造成本。

同时,实现更优秀的LED散热设计,可使LED产品的工作性能更高,降低生产成本。

电子产品热设计及热仿真技术的应用分析

电子产品热设计及热仿真技术的应用分析

电子产品热设计及热仿真技术的应用分析摘要:随着装备性能的不断提升,复杂程度的不断提高,以及使用环境的日趋复杂,电子产品对可靠性的要求日益提高,可靠性已成为衡量电子产品使用性能的一项重要指标。

因散热不良引发的故障一直在电子产品故障发生中占有很大的比重,电子产品一旦出现热设计缺陷,往往在设计周期和设计成本等多方面造成极大的损失。

因此需要在产品设计源头加以控制,即在设计之初考虑产品的功能和性能的同时,考虑其散热等因素。

综合电子产品的性能设计和热设计,选择采用什么散热方式、使用何种散热材料等,其目的是高效率、低成本、高可靠地制造产品。

基于此,本文对电子产品热设计及热仿真技术的应用进行分析,为产品全生命周期设计提供验证支撑,达到合理可靠稳定运行的目的。

关键词:电子产品热设计;热仿真技术;应用分析引言电子产品是基于电子信息技术发展背景下的重要产物,电子信息技术是20世纪初诞生的一种新兴的技术,随着时代的发展与生产技术的不断革新,电子信息技术得到了进一步发展。

进入21世纪之后,电子信息技术已成为科学技术领域的重要标志之一,在各个行业及领域均具有非常广泛的应用。

伴随着大量电子产品的问世,不仅改变了人们传统的生活方式,也为人们的生产与生活带来了巨大的便利。

随着社会信息化的不断发展,电子产品多功能集成和便携的需求日益凸显,电子产品的集成化和小型化就成了目前电子产品的发展趋势,电子产品的集成化意味着功率会大概率的增大,与小型化的发展综合在一起意味着电子产品的单位体积功率密度会不断增大,因此电子产品的热设计就需要从粗放的经验设计向精确化的热理论设计发展。

热仿真就是支持电子产品精确化理论设计最佳手段。

通过热仿真将电子产品在性能设计的基础上叠加热设计,达到电子产品在最优热环境里发挥最佳性能的目的。

1电子产品热设计的意义1.1电子产品进行热设计的优势有效散热对于电子产品的稳定运行和长期可靠性而言至关重要,将电子产品热功能部件的工作温度控制在其有效工作的温度范围内,是提升电子产品可靠性的基本思路。

多孔微热沉大功率LED阵列传热仿真与实验研究

多孔微热沉大功率LED阵列传热仿真与实验研究

多孔微热沉大功率LED阵列传热仿真与实验研究LED(Light Emitting Diode)由于其相对普通照明技术的诸多优点而被广泛使用。

然而,由于LED芯片电光转换效率低,在工作状态中有约80%-90%的电能转换为了热量,热量的聚集将对LED的工作状态产生许多不良影响。

所以,散热问题成为了当下急需解决的LED发展应用的难题之一。

针对LED 的散热问题,综述了近年来研究LED散热的相关文献,主要分析了关于LED的主动散热的诸多方式,并进行相互优缺点比较,采用了适合大功率LED阵列的散热方法——水冷式多孔微热沉。

主要研究内容如下:第一,搭建实验台架对多孔微热沉LED阵列的传热效果进行研究,多孔芯采用铜丝制作,多孔微热沉LED阵列采用5×5的芯片布置方式。

研究表明,在输入功率为45W和75W时温度测量点T3的实验温度分别为38.3℃和45.4℃。

第二,对实验所用多孔微热沉进行建模仿真,并将实验结果和仿真结果进行对比,发现模拟结果与实验结果的温差在1℃以内,可为后续的研究工作提供可靠的仿真分析工具。

第三,利用已验证的仿真方法探讨多孔介质的进出口数目、流速、孔隙率等对系统散热性能的影响。

发现相同流量下,进出口由一进一出改为两进两出能改善系统换热;流速由0.25m/s增大至0.5m/s时,系统换热效果提升幅度最明显;孔隙率越小,散热效果越明显,但是流动阻力也随之增大;而且即使在环境温度高达36℃的情况下,系统芯片的最高温度也才45.8℃。

第四,为了改善系统的换热效果,根据前文实验和仿真模拟工作,利用已验证的仿真模型,发现一种下空结构,无论是从芯片基板的温度均匀性、安装便捷性或经济性角度考虑,该结构都具有优良的特性。

本文工作目的是希望能提供一些理论与实际方面的设计依据,能更好解决大功率LED阵列系统的散热难题并推动其发展与应用。

灯具热设计及仿真模拟

灯具热设计及仿真模拟
Surface Type Paint Paint Paint Paint Paint Metal Metal Metal Metal Finish Black (flat lacquer) Grey White White epoxy Aluminum silicone Nickel Aluminum Silver Gold Emissivity (at 80F) 0.96-0.98 0.84-0.91 0.80-0.95 0.91-0.95 0.02 0.21 0.14 0.10 0.04-0.23
散热设计

大功率LED照明光源需要解决的散热问题涉及 以下几个环节:
– – –
p-Electrode p-Current Spreading Layer p-Cladding Layer Active Layer n-Cladding Layer n-DBR Structure
晶片PN结到外延层 结到外延层; 外延层到封装基板; 封装基板到外部冷却装置再到空气。
上述公式说明,对于一个给定的Q,h和Tf, 表面积越大, 表面温度越低
现两个连接面处被空气间隙隔开 而成为点对点接触 据估计整个

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2011/4/21
散热器效率

散热器选择 通常Rja随着下列因素提高而降低 – 散热器的尺寸 – 散热器周围空气流速 对于一个给定的气流和散热器尺寸,Rja随着fin数目增 加而降低,直到达到一个优化的fin的数目 – 超过这个数字,Rja随着fin的数目增加而增加 – 这是由于压降随着fin数目的增加而增加,因此降低了 对于给定的散热器,Rja随着气流速度提高而降低 – 到了一定程度,Rja降低量可以忽略不计 – 原因是边界层已完全形成
热管技术

计算机仿真在电子设备热设计中的应用

计算机仿真在电子设备热设计中的应用

计算机仿真在电子设备热设计中的应用电子设备在工作时会产生很大的热量,如果不能正确地处理这些热量,就会导致电子设备发生故障,甚至失效。

因此,电子设备的热设计是非常重要的,而计算机仿真是电子设备热设计中不可或缺的工具。

本文将详细介绍计算机仿真在电子设备热设计中的应用。

一、计算机仿真的概念计算机仿真是指通过计算机软件模拟实际系统运行情况的过程。

计算机仿真可以帮助工程师们预测产品的性能并优化设计,可以降低试验成本和时间,提高产品的研发效率。

二、电子设备热设计的基本原理电子设备在运行时会产生热量,如果不能正确地处理这些热量,就会导致电子设备过热,影响设备的性能和寿命。

电子设备热设计的基本原理是通过吸收或散发热量,保持设备的工作温度在一定的范围内。

为了实现电子设备热设计,工程师们需要考虑以下几个因素:1. 热源的位置和功率:电子设备中最主要的热源是芯片,其位置和功率会影响整个电子设备的温度。

2. 散热方式:散热方式是指将热量从电子设备中排出的方法,可以采用风扇或散热片等手段。

3. 材料的热导率:材料的热导率越高,传递热量的效率就越高。

基于以上几个因素,工程师们需要进行电子设备的热学计算和设计,并根据计算结果进行优化。

三、计算机仿真在电子设备热设计中的应用计算机仿真可以帮助工程师们在设计阶段快速模拟和测试热设计方案,降低试验成本和时间,提高设计效率和准确性。

以下是计算机仿真在电子设备热设计中的应用情况:1. 热学仿真工程师们可以使用计算机仿真软件对电子设备的热学模型进行建模和仿真。

在模拟过程中,可以确定电子设备的热学参数和热分布情况。

通过不断地调整模型,可以找到最优的热设计方案,减少电子设备的温度。

2. 流体仿真电子设备散热通常需要通过风扇或散热片等方式进行,因此流体仿真也是电子设备热设计不可缺少的一部分。

工程师们可以使用计算机仿真软件对电子设备的风流场进行建模和仿真,在散热方案优化中发挥重要作用。

3. 热过程仿真通过计算机仿真软件对电子设备运行过程中的热过程进行建模和仿真,可以帮助工程师们分析电子设备在不同工作条件下的温度响应,并进行热设计的优化。

LED电路仿真设计-Saber篇

LED电路仿真设计-Saber篇

学习曲线陡峭
Saber软件功能强大但操作复杂, 需要设计师具备一定的专业知识 和技能。
资源占用较大
Saber软件的仿真过程需要占用较 大的计算资源,对于小型项目可 能存在一定的性能挑战。
成本较高
Saber软件是一款商业软件,购买 和维护成本较高,可能不适合小 型项目或个人用户。
THANKS
感谢观看
仿真精度设置
用户可以根据需要设置仿真的精度, 如采样点数、仿真步长等。
Saber软件的仿真结果分析
波形分析
参数优化
通过Saber软件的波形分析功能,用户可以 观察LED电路的输入输出波形,了解电路的 工作状态和性能表现。
根据仿真结果,用户可以对元件参数进行 优化,以提高LED电路的性能指标。
可靠性分析
05
LED电路仿真设计的挑战与展望
LED电路仿真设计的挑战
高精度模拟需求
LED电路的特性要求高精度模拟,以准确预测其性能和行为。
复杂的光学效应
LED的光学效应(如散射、反射和干涉)增加了电路仿真的复杂性。
材料特性的多样性
不同LED材料的电气和光学特性差异大,增加了仿真的难度。
热效应的考量
LED在工作时会产生热量,热效应对LED性能有显著影响,需要纳入仿真设计。
总结词
LED照明电路仿真设计能够预测实际照明 效果,优化照明质量和能效,降低设计 和制作成本。
VS
详细描述
LED照明电路的设计需要考虑照明的均匀 性、颜色和亮度等参数。通过仿真设计, 可以预测不同电路参数下的照明效果,从 而优化电路设计,提高照明质量和能效。 此外,仿真设计还可以帮助设计师快速评 估不同方案的成本和性能,为实际制作提 供可靠的依据。

led 热管理 matlab

led 热管理 matlab

LED热管理 Matlab1. 介绍LED(Light Emitting Diode)是一种半导体器件,能够将电能转化为可见光能量。

在LED的工作过程中,会产生大量的热量。

为了确保LED的正常工作和寿命,热管理是非常重要的。

本文将介绍如何使用Matlab进行LED热管理。

2. LED热管理的重要性LED在工作过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,会导致LED的温度升高。

当LED的温度超过一定的限制值时,其性能和寿命会受到严重影响。

因此,LED热管理是非常重要的,可以提高LED的效率和可靠性。

3. LED热管理的方法LED热管理的方法主要包括散热设计和温度监测。

3.1 散热设计散热设计是LED热管理的关键环节。

合理的散热设计可以有效地降低LED的温度,延长其使用寿命。

在散热设计中,需要考虑以下几个方面:•散热材料:选择合适的散热材料,如铝、铜等,以提高散热效果。

•散热结构:设计合理的散热结构,增加散热面积和散热路径,提高散热效率。

•散热风扇:使用散热风扇增加空气流动,提高散热效果。

3.2 温度监测温度监测是LED热管理的另一个重要方面。

通过监测LED的温度变化,可以及时发现和解决散热问题。

常用的温度监测方法包括:•热敏电阻:使用热敏电阻测量LED的温度变化。

•红外测温:使用红外测温仪测量LED的表面温度。

•热像仪:使用热像仪获取LED的热图,进一步分析LED的温度分布。

4. 使用Matlab进行LED热管理Matlab是一种强大的数学计算和数据分析工具,可以用于LED热管理的模拟和分析。

以下是使用Matlab进行LED热管理的一般步骤:4.1 建立LED热管理模型首先,需要建立LED热管理的数学模型。

这个模型可以考虑LED的发光功率、散热材料的热导率、散热结构的热阻等因素。

通过建立模型,可以模拟LED的温度变化和散热效果。

4.2 进行热管理仿真使用Matlab的数值计算工具箱,可以进行LED热管理的仿真计算。

热仿真技术在LED照明产品设计中的应用

热仿真技术在LED照明产品设计中的应用

热仿真技术在LED照明产品设计中的应用王劲刘乃涛梁秉文(南京汉德森科技股份有限公司)摘要随着高光通量LED在照明领域的逐渐推广,单个LED产品的功率越来越大,热设计已经成为确定产品方案时必须考虑的重要因素。

同时,设计人员必须在产品性能保证的前提下尽快确定合理的方案.在这种情况下,引入快速、高效的仿真技术十分必要。

本文以一个实例介绍了如何利用热仿真技术对LED照明产品的设计进行分析,并确定最佳产品设计方案的过程。

关键词热仿真温升LED 照明前言随着高光通量LED在照明领域的逐渐推广,单个产品的功率越来越大,这对产品的热设计提出了很高的要求,高光通量LED应用的瓶颈之一即是散热问题,如果散热问题得到合理的解决,LED 的应用范围将会更广。

传统的散热设计依靠手工计算,设计方法过于简单而且耗时,结果也很难满足设计要求,在产品设计周期日益缩短的市场环境下,已经不能适应现代化产品的设计要求。

在激烈的竞争压力下,企业迫切需要可靠性高、成本低且周期短的设计方法。

计算机辅助工程(CAE)的引入有效地缩短了新产品的研发周期。

例如在热学设计方面,在产品设计之初即将设计模型引入CAE软件中,在边界上施加与实际大致相符的边界条件,计算其温度场的分布,以此来对不同的方案进行选择。

这种虚拟的方法相当于用计算机来做热试验,并且具备快速、直观的特点,可以提供更多的数据,为产品的优化设计提供必要的支持。

本文以一个实例介绍利用热仿真技术对产品的设计进行仿真分析,通过分析比较挑选出适合设计方案的整个过程.1 产品的设计方案本案例是依据客户要求,设计一款3W射灯,体积有一定的限制,30℃环境温度下使用,表面温度不超过55℃.由于对体积有限制,经过多次论证, 确定有三种设计选择,在此分别称为方案a、b和c。

这三种设计方案的内部机械结构如图1所示:1—上端盖2—LED放置板3—驱动电路位置4—下部散热端图1 射灯内部结构在此结构中,上端盖1与下部散热端4之间、LED放置板与下部散热端之间都以螺纹连接。

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热设计基本要求
工程上为简便计算,通常采用元器件经降额设计后允许的最高温度值做 为热设计目标。
双极性数字电路降额准则 降额参数 频率 输出电流 最高结温℃ 降额等级 Ⅰ 0.80 0.80 85 Ⅱ 0.90 0.90 100 Ⅲ 0.90 0.90 115
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热设计基本要求
热设计应满足设备预期工作的热环境的要求
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热设计应考虑的问题
应考虑太阳辐射给电子设备带来的热问题,应有相应的防护措施 应具有防止诸如燃料油微粒、灰尘、纤维微粒等沉积物和其它老化的 措施,以免增大设备的有效热阻,降低冷却效果 应尽量防止由于工作周期、功率变化、热环境变化以及冷却剂温度变 化引起的热瞬变,使器件的温度波动减小到最低程度 应选择无毒性的冷却剂;直接液体冷却系统的冷却剂应与元器件及相 接触的表面相容,不产生腐蚀和其它化学反应

冷却方法选择
散热器冷却方式的判据
对通风条件较好的场合:散热器表面的热流密度小于0.039W/cm2, 可采用自然风冷。 对通风条件较恶劣的场合:散热器表面的热流密度小于0.024W/cm2, 可采用自然风冷。 通风条件较好的场合:散热器表面的热流密度大于0.039W/cm2而小 于0.078W/cm2,必须采用强迫风冷。 通风条件较恶劣的场合: 散热器表面的热流密度大于0.024W/cm2而 小于0.078W/cm2,必须采用强迫风冷。
对流必然伴随有导热现象。
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对流
对流分为自然对流和强迫对流两大类。 自然对流是由于流体冷、热各部分的密度不同而引起的。 强迫对流是由于泵、风机或其他压差作用所造成的。
自然对流
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强迫对流
对流
对流换热系数
对流换热系数的变化范围很大,对于强迫风冷来说,大致在几 十这个数量级,大的可以上百。 沸腾换热及凝结换热也属于对流问题,它们是伴随有相变的对 流换热。
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对流
External Flow 外流
Internal Flow 内流
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对流
层流
湍流
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热辐射
辐射是物体通过电磁波来传递能量的方式,因热的原因产生的电磁 波辐射现象称为热辐射。 所有温度大于0 K的物体均发生热幅射 几乎所有热幅射发生在红外波长范围 热辐射可以在真空中进行,且真空中传递效率最高 能量传递率与表面条件及相关物体间的视角有关 辐射发射率ε(又称黑度),数值范围在0~1之间,大小与方向 有关,一般定义为法向发射率εn ,理想的黑体发射率为1。 在自然对流中,辐射与对流比重在3:7~5:5之间,温度升高, 辐射比重会增加。
电子设备预期工作的热环境包括:
• • • • • 环境温度和压力(或高度)的极限值 环境温度和压力(或高度)的变化率 太阳或周围其它物体的辐射热载荷 可利用的热沉状况(包括:种类、温度、压力和湿度等) 冷却剂的种类、温度、压力和允许的压降
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热设计基本要求
热设计应满足对冷却系统的限制要求
传热学发展简介
数值传热学 • 随着计算机的迅速发展,用数值方法对传热问题的分析研 究取得了重大进展,在20世纪70年代已经形成一个新兴分 支——数值传热学。 • 随着科技的发展,传热学已经发展成为一门理论体系初具 和发展充满活力的基础学科。能源技术、环境技术、材料 科学、微电子技术、空间技术等新兴科学技术的发展,向 传热学提出了新的课题和挑战。
冷却方法选择
示例:功耗为300W的电子组件,拟将其装在一个248mm×
381mm×432mm的机柜里,放在正常室温的空气中,是否需要对此机柜采取 特殊的冷却措施?是否可以把此机柜设计得再小一些?
体积功率密度:
300 = 7350W / m 3 = 0.00735W / cm3 V 0.248 × 0.381× 0.432 热流密度: 300 = 410W / m 2 = 0.041W / cm 2 φ= 2 × (0.248 × 0.381 + 0.248 × 0.432 + 0.381× 0.432)
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热辐射
常用材料表面的法向发射率
高度磨光的金属表面:
ε = 1.2ε n
具有光滑表面的非金属物体:
ε = 0.95ε n
表面粗糙的物体:
ε = 0.98ε n
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热阻
• 热量传递过程中,温度差是过程的动力,好象电学中的电压,换热量 是被传递的量,好像电学中的电流,因而上式中的分母可以用电学中 的电阻概念来理解成导热过程的阻力,称为热阻(thermal resistance),单位为℃/W。其物理意义就是传递 1W 的热量需要多 少度温差。 • 在热设计中将热阻标记为R或θ。δ/(λA)是导热热阻,1/αA是对流换热 热阻。器件的资料中一般都会提供器件的Rjc和Rja热阻,Rjc是器件 的结到壳的导热热阻;Rja是器件的结到壳导热热阻和壳与外界环境 的对流换热热阻之和。这些热阻参数可以根据实验测试获得,也可以 根据详细的器件内部结构计算得到。根据这些热阻参数和器件的热耗, 就可以计算得到器件的结温。
8
热设计基本要求
热设计应满足设备可靠性的要求
大多数电子元器件过早失效的主要原因是由于过应力(即电、热或机 械应力)。电应力和热应力之间存在紧密的内在联系,减小电应力( 降额)会使热应力得到相应的降低,从而提高器件的可靠性。 如硅PNP型晶体管,其电应力比为0.3时,高温130℃的基本失效率为 13.9×10-6h-1,而在25℃时的基本失效率为2.25×10-6h-1,高低温失 效率之比为6:1。冷却系统的设计必须在预期的热环境下,把电子元 器件的温度控制在规定的数值以下。
LED热设计及CAE仿真应用
2011-4-20
1

电子产品热设计的要求及方法 ; 影响LED散热的基本因素; LED自然冷却设计与仿真 ; 肋片散热器、热管散热器设计 ; LED路灯热设计实例 ; CAE仿真在LED热管理系统中的应用实例; 大功率LED封装散热技术及国外专利分析
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对流
影响对流换热的因素 流体流动的起因(强迫对流or自然对流) 强迫对流比自然对流h值大 流体有无相变(凝固or凝华or液化or气化) 流体的流动状态(层流or湍流) 湍流比层流 h值大 换热表面的几何因素(形状、大小、粗糙度、换热表面与流体运 动方向的相对位置) 粗糙表面比光滑表面h值大 流体的物理性质(密度、动力粘度、导热系数、比热容) 液体比气体h值大
• • • • 供冷却系统使用的电源的限制(交流或直流及功率) 对强迫冷却设备的振动和噪声的限制 对强迫空气冷却设备的空气出口温度的限制 对冷却系统的结构限制(包括安装条件、密封、体积和重量等)
热设计应符合与其相关的标准、规范规定的要求
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热设计应考虑的问题
应对冷却方法进行权衡分析,使设备的寿命周期费用降至最低,而可 用性最高 热设计必须与维修性设计相结合,提高设备的可维修性 设备中关键的部件或器件,即使在冷却系统某些部分遭到破坏或不工 作的情况下,应具有继续工作的能力 对于强迫空气冷却,冷却空气的入口应远离其它设备热空气的出口, 以免过热 舰船用电子设备,应避免在空气的露点温度以下工作;机载设备宜采 用间接冷却
传热学发展简介
热辐射 • 1889年卢默(O.Lummer)等人测得了黑体辐射光谱能量分 布的实验数据 • 19世纪末斯忒藩(J.Stefan)根据实验确立了黑体辐射力正 比于它的绝对温度的四次方的规律,后来在理论上被波尔 兹曼(L.Boltzmann)所证实。 • 1900年普朗克(M.Planck)提出了著名的能量子假说,揭示 了黑体辐射能量光谱分布的规律。直到1905年爱因斯坦 (A.Einstein)的光量子研究得到公认后,普朗克公式才被科 学家认同。
冷却方法选择
温升为 40℃时,各种冷却方法的 热流密度和体积功率密度值
冷却方法选择
冷却方法可 以根据热流 密度和温升 要求,按下 图关系进行 选择。这种 方法适用于 温升要求不 同的各类设 备的冷却
冷却方法选择
常用冷却方法对流换热系数及表面热流密度值
冷却方法选择
常用冷却技术单位面积的最大热流功耗
传热学发展简介
• 18世纪30年代,传热学在工业革命的大背景下发展成长起 来。导热和对流两种基本热传导方式早为人们所认识,第 三种热量传递方式则是在1903年发现了红外线才确认的, 它就是热辐射方式。 • 三种方式的基本理论的确立经历了各自独特的历程。
传热学发展简介
热传导 • 两个著名实验:1798年伦福特(B.T.Rumford)钻炮筒大量 发热实验;1799年戴维(H.Davy)两块冰块摩擦生热化为水 的实验。 • 1804年毕渥根据实验提出,每单位时间通过单位面积的导 热量正比例于两侧表面的温差,反比例与壁厚,比例系数 是材料的物理性质。 • 1822年傅里叶在实验的基础上重视数学工具的运用,发表 了著名“热的解析理论”,奠定了导热理论的基础。
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热设计流程
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LED散热基本因素
热量传递的三种基本方式:导热、对流和热辐射。
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导热
导热是物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由 电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。 例如,固体内部的热量传递和不同固体通过接触面的热量传递都是 导热现象。芯片向壳体外部传递热量主要就是通过导热。
传热学发展简介
对流换热 • 对流换热理论的基础是流体流动理论 • 1823年纳维(M.Navier) 提出的适用于不可压缩流体的流动 方程,1845年斯托克斯(G.G.Stokes)对此进行了改进,从 而完成了描述流体流动的纳维—斯托克斯方程。 • 1880年雷诺(O.Reynolds)提出了对流动有决定性影响的无 量纲物理量群,即雷诺数。 • 1909年和1915年努塞尔(W.Nusselt)对强制对流和自然对 流的基本微分方程及边界条件进行量纲分析获得了有关无 量纲数之间的原则关系,有力地促进了对流换热研究的发 展。
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