基于纳米流体大功率led热管散热器的研究

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1、学位论文的主要创新点提高大功率LED的散热能力是现阶段大功率LED亟待解决的关键技术之一。本论文对大功率LED的散热进行了研究，主要创新点如下：一、在LED散热方式的选择上，本课题摒弃以往单纯的通过增加金属型材散热器的散热面积来达到降低芯片结温的方法，运用以Si02纳米流体为工质的丝网热管为大功率LED散热；二、热管散热器在大功率LED散热上的运用还处于起步阶段，本课题在设计上，采用模块化设计，为今后LED热管散热器的设计和安装提供了参考。摘要人功率LED的散热问题已成为制约人功率LED产业化发展的重要条件。本课题提出了运用丝网热管为大功率LED散热，采用纳米流体为丝网热管的工质，增

2、加了导热能力，纳米流体是指以一定的方式和比例，存液体介质中添加纳米级的金属或非金属粒子形成的一类新型强化传热工质，在传热学领域有着广阔的应用前景。本课题建立了一套测试丝网热管换热特性的实验装置，将Si02纳米流体作为丝网热管的传热工质进行换热性能测试。实验研究可以得到以．卜．结论：(1)丝网热管的换热性能受Si02纳米流体的充液率、Si02纳米流体的质量分数、丝网热管的倾角以及Si02纳米颗粒的粒径影响。(2)在奉实验条件下，Si02纳米流体充液率(体积百分比)为60％、Si02纳米流体的质量分数为1wt％、丝网热管的倾角为30。、Si02纳米颗粒的粒径为30nm时，丝网热管的换热性

3、能最佳。现有热管散热器在LED等大功率电子设备中的应用尚处于起步阶段，本课题对热管散热器采用模块化设计，通过工程运算以及ICEPAK仿真模拟，研究了热管散热器的不同结构参数对其散热性能的影响，对运算出的数据加以整理和归纳，达到了对热管散热器的优化目的。保证热管在0～45。C环境温度下能正常工作，并将芯片结温控制在85。C以下，满足室内灯具使用要求。设计的散热模块为最大LED个数为9个，即灯具的最大散热量为9W；底座尺寸为30mm；热管外径为10mm；最适宜的肋片长度为28mm，肋片间距为6．5mm，以及最适宜的肋片厚度为0．3mm。因此，本课题的研究对今后以纳米流体为工质的丝网热管在

4、大功率LED散热巾的运用有较大的参考价值和指导意义。关键词：大功率LED；纳米流体；丝网热管；ICEPAK：散热器AbstractNowadays，thethermalproblemofhigh—powerLEDhasrestricteditsindustrialdevelopment．Thisprojectproposestheuseofhigh-powerLEDscreenfortheheattransferofheatpipe，andnano-fluidhasbeenusedastheworkingfluid，asaresult，theheatcapacityisincreas

5、ed．Byacertainway,someratiooftheliquidmediuminthenano-leveImetalornon-metallicparticlesintheformationofheattransferworkingfluid，whichisanewtype．Then，ithasabroadfieldinheattransferapplication．Thesubjecthasestablishedallexperimentaltestfortheheattransfercharacteristicsofheatpipe．TheSi02nano—fluidh

6、asbeentestedtotheheattransferperformance．Theconclusionsare-(1)itsheattransferperformanceisinfluencedbythefillingrate，content，screenangleandparticlesize．(2)WhenSi02nano．fluidfillingrate(volumepercentage)is60％，massfractionislwt％，angleofinclinationis300，nanodiameteris30nm，ithasgotthebestheattransf

7、erperformance．Theapplicationofheatpipesinkinelectronicdevicesisstillinitsinfancy,suchashigh-powerLED．Theheatsinkmodularisdesigned，byengineeringcalculationsandICEPAKsimulation，andtheinfluenceofdifferentstructuraIparametersofheatsin