平直肋片散热器的熵产优化分析

《平直肋片散热器的熵产优化分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、平直肋片散热器的熵产优化分析赖艳华魏露露吕明新赵琳妍岳虹刘存芳（山东大学能源与动力工程学院，山东济南250061）摘要:为了更好分析平直肋片散热器在大空间自然对流条件下的散热特性，根据最小熵产法研究了散热器肋片的厚度、间距、高度，风速及质量对散热器的传热特性和流动特性的熵产影响，并对肋片的结构进行优化。结果表明在自然对流条件下，随肋片个数的增加无量纲熵产和温度熵产先增加后减小，摩擦熵产逐渐减小，摩擦熵产对散热器的影响较小，温差熵产是摩擦熵产的10倍左右。同时存在最佳几何尺寸使得无量纲熵产最小。关键词:大功率LED散热器熵产数值模拟Optimizati

2、onofhighpowerLEDheatsinksusingentropygenerationminimizationLAIYan-hua，WEILu-lu，LUMing-xin，YUEHong，ZHAOLin-yan，LIUCun-fang(SchoolofEnergyandPowerEngineering,ShandongUniversity,Jinan250061,China)Abstract:Inordertobetteranalysisheatdissipationcharacteristicsofstraightsideoftheheats

3、inkundertheconditionsoflargespacewithnaturalconvection,baseontheentropygenerationminimizationresearchingthethickness,spacing,heightoftheheatsink,windspeedandqualityoftheradiatorandtheheattransfercharacteristicsofflowcharacteristicsofentropyproductionaffect,andtooptimizethestruct

4、ureofthefinrespectively,theentropygengrationoffrictionandtheentropygenerationoftemperatureareanalyzed.Theresultsshowthatwiththeincreaseofthenumberofthefinsdimensionlessentropyproductionoftemperatureandentropyproductionfirstincrease,thendecrease.Frictionentropyproductiongradually

5、decreased,ithaslessimpactontheheatsink,thedifferenceabout10timesbetweentheentropygengrationoftemperature,andexistingthebestgeometryoftheheatsinkmakesentropygengrationminimization.Keywords:highpowerheatsink，entropygenerationminimization，numericalsimulation在能源日益短缺的情况下，具有节能、环保、低耗、高

6、发光效率等优点的LED得到快速[1]发展。研究资料显示，单个半导体元件的温度每上升2℃，其可靠性下降10%。目前对半导体制造技术的工艺水平，大功率LED只能将20%左右的输入电能转化为光能，而其余80%电[2]能转化成热能。对于解决大功率LED散热问题，目前主要从以下两个方面来开展工作，一通讯作者：赖艳华（1971—），女，山东大学，副教授，博士，E-mail：laiyh@sdu.edu.cn第一作者：魏露露，（1987.3），男，山东大学，硕士，weilu_2008@163.com是：研究高质量、高内量子效率的外延材料生长技术，开发出提取高光效率的

7、新型LED芯片[3]制造和封装生产技术，提高芯片发光效率和流明度，从根本上降低成本和减少热量的产生；二是：改善LED的散热结构，选用合理的散热器，将产生的热量尽快散发出去，以保证LED[4]芯片处于正常工作温度下。本文综合考虑散热器的几何参数、外部环境等对大功率LED无量纲熵产的影响。通过牛[5]顿迭代方法计算由温度不同引起的空气相关物性参数的变化，进而导致散热器热阻发生变化，使计算尽量符合实际情况。采用数值计算的方法，对散热器的特性参数和结构参数进行优化，以无量纲熵产最小为目标，研究了空气流速，散热器基板的长度和宽度，肋片的厚度、个数、高度对散热器熵

8、产的影响，同时得出肋片表面的散热效率和散热器质量与熵产间关系。1.物理模型本文研究的散热器为由