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1、基于LED应用平板热管散热器数值探究摘要：本文提出了一种应用于室外LED的新型平板热管散热器。为了证明平板热管散热器在高功率LED散热方面的优势，利用商业软件Star-CD对其的散热情况进行了数值模拟，并与相同结构的铝制散热器以及热板-铝翅片散热器进行比较。并通过对初始模型的底板热源布置方式及外部结构进行调整，得出了一款结构优化并符合LED散热要求的平板热管散热器。Abstract:ThispaperpresentsanewoutdoorLED-basedflatheatpiperadiator・Inordertoproveitsadvantageinefficienthea.tdissi
2、pation,itsheatdissipationcapacityissimulatedbyStar~CDcommercialsoftware,comparedwiththesamestructureofthealuminumradiatorandthehotplate-finnedaluminumradiator.Andthelayoutandexternalstructureofbaseboardheatsourceofinitialmodelisadjusted,andthestructureisoptimizedanditissuitablefortheLEDheatdissipa
3、tion.关键词：平板热管；散热；数值模拟Keywords：flatheatpipe；heattransfer；numericalSimulation中图分类号：TU832.2+3文献标识码：A文章编号:1006-4311(2013)23-0061-020引言近几年以来，由于热管具有体积小、质量轻以及传热效率高等特点已经成为人们关注的焦点。作为一种新颖的传热原件，为热量从很小的截面高效地传递到较大表面提供了捷径。1数值模拟为了证明平板热管散热器在散热方面的优势，根据散热器材料不同，将平板热管散热器与其余两种情况进行比较计算。此时热源在平板中心处(40mmX160nnn)布置。1.1物理问题
4、散热器中底板尺寸为400nnnX160mmX6mm,上加间距为5mm,高为40mni的翅片，翅片厚为0.3mm,总数为32片。摆放位置与地面成30度角。模拟计算中的传热过程主要是:散热器底板工质受热后发生相变，汽化的液体工质一部分通过金属薄片之间的微槽到达微槽上部，冷凝释放潜热；另一部分通过金属薄片表面的通孔到达底板上部，冷凝释放潜热。然后通过热管壁的导热将潜热传递给翅片，最后通过翅片与周围空气的自然对流换热将热量传递给环境。1.2网格划分计算采用非均匀性网格划分，散热器及较近部分的空气的网格划分比较密集，较远处空气的网格划分比较稀疏，这两部分的网格利用Star-CD中couple的命令连
5、接，计算模型中固体网格为106120,流体的网格为704248，总网格数为657688c1.3边界条件边界条件的设置为：给定散热器周围环境温度，平板底部中心处热流密度固定。1.4数值模拟结果及分析材料散热器底部平板的底板温度趋势相同，都是由中心向两侧逐渐降低。然而，底板与翅片全为热板的情况下最高温度为118.31,比相同结构的铝制散热器底板温度133.4°C低15.1°C,这充分说明热板散热器的确具有较好的散热能力。2散热器外部结构优化本文中对平板热管散热器的设计要求是：散热量在150W时，底板温度低于75°Co为了满足设计要求，并尽可能的提高散热器的散热效率，以下将对散热器进行优化设计。
6、1.1底板热源的布置方式采用数值模拟方法，根据实际情况改变底板热源的布置方式。①带有翅片的热板在第二种热源交叉布置的情况下，当翅片高度不变时（40mm）,随着翅片间距的变化，从5mm,8mm,10mm,12mm,到15mm,底板温度也随之变化，其中翅片间距为10mm时，底板温度最低为105.438°C,比最高值113.452°C下降了约7.6%；经计算，此种情况下换热系数相对较高为5.730W/m2•K,翅片高度为40mm,间距为10mm约为最低值2.508W/m2•K的2.28倍。②在不改变翅片间距的情况下(10mm),当翅片高度沿40mm,36mm,30mm,20mm变化时，热板底部温
7、度逐渐升高，由105.438*变化到14&685°C,增加了约29%；翅片温度也增加了约29%。翅片间距为10mm,高度为40mm时，翅片间流动较好。因此得出结论：当翅片间距为10mm,翅片的高度为40mm时的换热和空气流动最好。2.2底部平板面积调整通过计算，得到了最优的散热器结构，接下来将对平板热管的底部面积进行调整，以便于更好的满足LED器件对温度(65°C-75°C)的要求。由模拟结果可以看出，当底板尺寸为500
