Hcmute nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu truyền nhiệt đến hiệu quả giải nhiệt cho led

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ẢNH HUỞNG CỦA VẬT LIỆU TRUYỀN NHIỆT ĐẾN HIỆU QUẢ GIẢI NHIỆT CHO LED S K C 0 9 Mà SỐ: SV2012-12 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 08/2012 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ðỘNG LỰC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT - ðIỆN LẠNH BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ðề Tài: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU TRUYỀN NHIỆT ðẾN HIỆU QUẢ GIẢI NHIỆT CHO LED MSðT : SV2012-12 GHVD : TS.ðẶNG THÀNH TRUNG SVTH : Vũ Quốc ðạt 08113008 Hà Văn Chung 08113003 TPHCM 20/08/2012 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường ðại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM ðộc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ********** ********** NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Khoa : CƠ KHÍ ðỘNG LỰC Bộ Mơn : CƠNG NGHỆ NHIỆT - ðIỆN LẠNH Niên Khóa : 2008 - 2012 MSðT : SV2012-12 ðề Tài: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU TRUYỀN NHIỆT ðẾN HIỆU QUẢ GIẢI NHIỆT CHO LED Ngày giao đề tài : 20/10/2012 Ngày hồn thành ñề tài : 20/08/2012 Giáo Viên Hướng Dẫn : TS ðặng Thành Trung Sinh Viên Thực Hiện : Vũ Quốc ðạt 08113008 Hà Văn Chung 08113003 Chủ Nhiệm Bộ Mơn Giáo Viên Hướng Dẫn GVC.TS Lê Xn Hịa TS ðặng Thành Trung Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG LỜI MỞ ðẦU Ngày nay, với phát triển ngày cao khoa học kỹ thuật, công nghệ truyền nhiệt lưu chất ñang ñược nghiên cứu ứng dụng rộng rãi, gắn bó mật thiết với nhiều ngành kỹ thuật khác Trong đó, việc nghiên cứu q trình tản nhiệt thiết bị ñiện tử vấn ñề coi trọng, góp phần cho thiết bị điện tử đáp ứng điều kiện kỹ thuật, tính thẩm mỹ, kinh tế bảo vệ môi trường,… Việc ứng dụng rộng rãi công nghệ tản nhiệt vào linh kiện ñiện tử góp phần đem lại nhiều lợi ích cho nhà sản xuất với người tiêu dùng Dựa sở báo tản nhiệt cho ñèn LED, kiến thức ñã học ghế nhà trường đặc biệt từ cơng trình nghiên cứu q trình truyền nhiệt thơng qua phần mềm mơ số COMSOL Mutiphysics, nhóm chúng em tiến hành thực ñề tài “ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU TRUYỀN NHIỆT ðẾN HIỆU QUẢ GIẢI NHIỆT CHO LED “ Mục tiêu ñề tài nghiên cứu hiệu giải nhiệt cho LED chế tạo giải nhiệt loại vật liệu khác Qua biết loại vật liệu có hiệu làm việc hiệu tối ưu mặt kinh tế tiết kiệm lượng Nghiên cứu hiệu giải nhiệt cho LED hướng mới, vây có ý nghĩa lớn đến nhiều ngành cơng nghiệp đời sống kinh tế xã hội Công nghệ giúp bóng đèn LED bớt độ nóng, tăng tuổi thọ bóng đèn mà tạo nguồn sáng lớn sử dụng mức lượng thấp so với không ứng dụng công nghệ Cơ cấu làm mát giảm bớt số lượng chip LED sử dụng bóng đèn kết giá thành trọng lượng ñèn giảm theo Như giảm chi phí sản xuất lớn hệ thống công nghiệp, giao thông, tiết kiệm lượng mà hiệu suất không thay đổi Qua đây, nhóm chúng em xin gởi lời cám ơn chân thành đến Thầy Cơ mơn tận tình hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian học tập vừa qua Bên cạnh ñó, lần nhóm chúng em xin ñược gởi lời cám ơn chân thành ñến Thầy ðặng Thành Trung - người ñã trực tiếp hướng dẫn ñồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu khoa học Do nguồn tài liệu có hạn xem nghiên cứu mang tính tiên phong lĩnh vực nên khó tránh khỏi thiếu sót Kính mong q Thầy Cơ tận tình bảo Nhóm sinh viên thực Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG NHẬN XÉT CỦA GVHD ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… Ngày tháng năm 2012 Giáo viên hướng dẫn TS ðặng Thành Trung Luan van GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC MỤC LỤC LỜI MỞ ðẦU…………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA GVHD…………………………………………………………………3 CHƯƠNG : TỔNG QUAN…………………………………………………………… CHƯƠNG : MỤC ðÍCH, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ðỀ TÀI VÀ LÝ THUYẾT VỀ MƠ PHỎNG SỐ BẰNG COMSOL MULTIPHYSICS…………………… 2.1 Mục đích ñề tài……………………………………………………………………8 2.2 Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………………… 2.3 Mô số học Comsol Multiphysics……………………………………… 2.3.1 Môi trường COMSOL Multiphysics………………………………….8 2.3.2 Các Module COMSOL Multiphysics…………………………………10 CHƯƠNG : HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ MƠ PHỎNG………… 21 3.1 Giới thiệu hệ thống thí nghiệm………………………………………………………21 3.1.1 Giới thiệu vi xử lý ATMEGA 32……………………………………………24 3.1.2 Giới thiệu vi xử lý ATMEGA 8…………………………………………… 25 3.2 Hướng dẫn sử dụng thiết bị…………………………………………………………25 3.2.1 Cài ñặt phần mềm hiển thị………………………………………………….25 3.2.2 Kết nối thiết bị hệ thống ño…………………………………… 26 3.2.3 Thí nghiệm, khảo sát……………………………………………………… 27 3.3 Giới thiệu mơ hình ………………………………………………………………… 28 3.3.1 Mơ hình thiết kế…………………………………………………………….28 3.3.2 Các ñiều kiện chung……………………………………………………… 29 3.4 Kết …………………………………………………………………………… 30 3.4.1 Bộ tản nhiệt có xẻ rảnh cho đèn LED– vật liệu : Nhơm……30 3.4.2 Bộ tản nhiệt có xẻ rảnh cho đèn LED – vật liệu : ðồng……33 3.4.3 Bộ tản nhiệt có xẻ rảnh cho đèn LED – vật liệu : Silicon……36 3.4.4 So sánh nhận xét…………………………………………………………39 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………40 4.1 Kết luận……………………………………………………………………………… 40 4.2 Kiến nghị………………………………………………………………………………40 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………… 41 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG CHƯƠNG : TỔNG QUAN Ngày nay, khoa học kỹ thuật nước giới phát triển Những bước tiến dài khoa học ñã ñem ñến cho người vô số tiện nghi vật chất lẫn tinh thần Những sản phẩm có ưu ñiểm bật dần thay cho sản phẩm có ưu điểm Chẳng hạn ñèn LED ngày ñược sử dụng rộng rãi ñể thay cho loại đèn thơng thường chúng có ưu điểm sau: tuổi thọ cao, tiêu thụ ñiện thấp, thân thiện với môi trường Nhưng bên cạnh đó, chúng cịn bộc lộ nhược điểm nhiệt độ bóng đèn cao tuổi thọ bóng ñèn giảm xuống, tiêu hao nhiều ñiện Với nhược ñiểm chuyên gia giới ñã có nhiều cơng trình nghiên cứu nhằm mục đích giảm nhiệt ñộ ñèn LED xuống ñể mang lại hoàn hảo cho đèn LED Sau cơng trình nghiên cứu ñã ñược thực : Deng Liu [1] ñã dùng kim loại lỏng ( gallium ) nước để làm chất tải nhiệt cho thí nghiệm cho mơ hình giải nhiệt cho LED Nguồn nhiệt LED tỏa mơ khối hình vng gia nhiệt Hệ thống làm mát thí nghiệm gồm mặt lạnh, quạt, bơm Kim loại lỏng ñược vận chuyển bơm qua phận ñể thực trình giải nhiệt cho LED phương thức xạ Tiếp theo nước ñược sử dụng làm chất tải nhiệt Sau thí nghiệm ơng rút ñược kết là: Với lưu lượng thể tích giống nhau, trở nhiệt hệ thống làm mát kim loại lỏng nhỏ hệ thống làm mát nước Tức hiệu giải nhiệt gallium tốt nước Ơng Lin cộng [2] làm thí nghiệm nghiên cứu thực để làm rõ đặc tính truyền nhiệt nhơm ống nhiệt rung động, bao gồm kênh song song vng góc Các mặt cắt ngang có kích thước số ống khác áp dụng cho thí nghiệm.Trong thí nghiệm, aceton sử dụng chất lỏng tải nhiệt Các mẫu dòng chảy ñược thay ñổi hiệu suất nhiệt ống nhiệt rung ñộng ñược cải thiện với tăng lên nguồn nhiệt Các kiểm tra lực hấp dẫn tốt ảnh hưởng tốt ñến hiệu suất nhiệt ống nhiệt rung động bề mặt nhơm Tăng số lượng pass vùng mặt cắt ngang kênh cải thiện cơng suất tải nhiệt ống nhiệt rung động bề mặt nhơm Từ lựa chọn nhơm phát triển chúng thành thiết bị giải nhiệt cho ñèn LED Các thí nghiệm cho thấy nhiệt ñộ ñèn LED giảm cách ñáng kể ống nhiệt rung động bề mặt nhơm sử dụng thiết bị giải nhiệt Bộ giải nhiệt với nhôm ñược xem giải pháp hiệu ñể làm mát LED Ngồi nghiên cứu cịn có nghiên cứu Cheng cộng [3] Tác giả sử dụng phần mềm mơ ANSYS để mô phân bố nhiệt diễn dãy LED trường hợp có dãy cánh ( đối lưu tự nhiên cưỡng bức) khơng có dãy cánh Họ thiết kế mơ hình để mơ phân bố nhiệt độ dãy LED cơng suất lớn Chip LED ñặt sophia Tấm sophia ñược gắn vào khối hợp kim ñồng chúng ñược phủ lớp mỏng Polyphthalamide Hợp kim ñồng, bảng bo mạch kim loại nhơm đặt phía đế LED chúng kết hợp lại thành thiết bị giải nhiệt Sau kết mô cho Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG ta thấy giải nhiệt sử dụng phương pháp có cánh đối lưu cưỡng có hiệu cao Cũng có nghĩa nhiệt độ ñèn LED giảm xuống ñáng kể Như ñã biết ngày việc nghiên cứu khoa học diễn mạnh mẽ phát triển sâu rộng nhiều lĩnh vực, ñặc biệt lĩnh vực khoa học kỹ thuật Các nghiên cứu thường ñược thực nhiều phương pháp khác nhau, phổ biến phương pháp mô thực nghiệm Khi có mơ hình tốn học hệ thống thực người ta tìm hiểu thơng tin hệ thống nhiều cách Trong trường hợp mơ hình tương đối đơn giản, người ta dùng phương pháp giải tích, ngược lại người ta dùng phương pháp số Phương pháp giải tích cho ta lời giải tổng quát phương pháp số cho ta lời giải bước tính với điều kiện xác định, muốn lời giải đạt độ xác cao, bước tính phải ñược tăng lên ñủ lớn ðối với hệ thống lớn, có cấu trúc phức tạp, có quan hệ tác ñộng qua lại hệ với trung tâm điều khiển, hệ thống với mơi trường xung quanh, có yếu tố ngẫu nhiên tác động,…thì phương pháp giải tích tỏ bất lực Trong trường hợp người ta phải dùng phương pháp mô Bản chất phương pháp mô xây dựng mơ hình số thể phần mềm máy tính Người ta mơ hình hóa thân hệ thống với mối quan hệ nội ñồng thời mơ hình hóa mơi trường xung quanh, nơi hệ thống làm việc, với quan hệ tác ñộng qua lại hệ thống môi trường xung quanh Khi có mơ hình số người ta tiến hành thực nghiệm mơ hình Các thực nghiệm lặp ñi lặp lại nhiều lần kết ñược ñánh giá theo xác suất Kết xác số lần thực nghiệm nhiều Như vậy, phương pháp mơ số địi hỏi khối lượng tính tốn lớn, ñiều ñã ñược giải với phát triển khoa học cơng nghệ, đặc biệt cơng nghệ phần mềm máy tính Do phương pháp mơ số ngày hồn thiện Mơ q trình xây dựng mơ hình tốn học hệ thống thực sau tiến hành tính tốn thực nghiệm mơ hình để mơ tả, giải thích dự đốn hành vi hệ thống thực Theo đó, ta thấy có ba điểm mà mơ phải đạt Thứ phải có mơ hình tốn học tốt tức mơ hình có tính đồng cao với hệ thực đồng thời mơ hình mơ tả rõ ràng thuận tiện cho người sử dụng Thứ hai mơ hình cần phải có khả làm thực nghiệm mơ hình tức có khả thực chương trình máy tính để xác định thơng tin hệ thực Cuối khả dự đốn hành vi hệ thực tức mơ tả phát triển hệ thực theo thời gian Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG CHƯƠNG : MỤC ðÍCH, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ðỀ TÀI VÀ LÝ THUYẾT VỀ MÔ PHỎNG SỐ BẰNG COMSOL MULTIPHYSICS 2.1 Mục đích đề tài Dùng phương pháp mô số ( sử dụng phần mềm mô số COMSOL MULTIPHYSICS ) thực nghiệm ñể nghiên cứu hiệu giải nhiệt cho ñèn LED sử dụng tản nhiệt ñược chế tạo vật liệu khác gồm : Nhơm, đồng Silicon Thực phân tích, đánh giá tính chất loại vật liệu truyền nhiệt, kết mô thực nghiệm tản nhiệt hay tản nhiệt với ðưa kết luận loại vật liệu ñược sử dụng ñể làm tản nhiệt dựa yếu tố : hiệu giải nhiệt tối ưu , tính kinh tế, thẩm mỹ tiết kiệm lượng ðưa bước ñi cho việc ứng dụng phần mềm COMSOL phần mềm mô số khác ñể nghiên cứu lĩnh vực Kỹ thuật Nhiệt, lĩnh vực ñang ñược giới quan tâm nhiều 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Dịch tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm COMSOL - Nghiên cứu sử dụng phần mềm COMSOL Tham khảo mô hình mẫu nhà sản xuất, từ thiết kế mơ hình khác để làm thực nghiệm mơ Chọn mơ hình tản nhiệt thiết kế ñể gia công loại vật liệu khác Tiến hành làm mô thực nghiệm với mẫu gia công ðưa kết luận 2.3 Mô số học Comsol Multiphysics - 2.3.1 Môi trường COMSOL Multiphysics COMSOL Multiphysics có mơi trường tương tác mạnh mẽ mơ hình lời giải cho nhiều tượng khoa học kỹ thuật dựa phương trình vi phân phần (PDEs) Chương trình sử dụng quy ước quán với nhau, nên dễ dàng việc tìm hiểu, sử dụng thảo luận kết mô Nó mở rộng mơ hình thơng thường cách dễ dàng mơ hình đa vật lý ñể giải tượng làm cho tương thích Chúng ta tiếp cận COMSOL Multiphysics chương trình bình thường khác thơng qua giao diện ñồ họa linh hoạt chương trình biên soạn ngơn ngữ biên soạn COMSOL ngơn ngữ MATLAB Khi giải mơ hình vật lý này, COMSOL Multiphysics sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn Chương trình chạy phép phân tích phần tử hữu hạn với lưới tương ứng Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU U KHOA HỌC H GVHD: TS ðẶ ẶNG THÀNH TRUNG 3.3 3.3.1 với cánh thẳng có xẻ rãnh gi mặt trịn với kích thước Φ70 mm phù hợp h với ñèn LED 3.9 : Bộ tản nhiệt có xẻ rảnh cho cụm m ññèn led 28 Luan van GVHD: TS ðẶ ẶNG THÀNH TRUNG BÁO CÁO NGHIÊN CỨU U KHOA HỌC H Trên hình 3.9 thể hiệnn kích th thước tản nhiệt, t, cịn thông ssố hệ số dẫn nhiệt, khối lượng ng riêng…c riêng…của tản nhiệt ñược lấy từ thư việ ệu COMSOL Multiphysics, tính chấtt c khơng khí lấy từ thư viện COMSOL Multiphysics Multiphysics Mơ hình thiết kế hỗ trợ phần mềm m Inventor Sau import vào phần mềm COMSOL Multiphysics Multiphysics Dưới hình sau vẽ đượcc đưa vào phần mềm COMSOL Multiphysics để mơ ph 3.10 : M mport vào phần mềm m COMSOL Multiphysics 3.3.2 ðiều kiện thí nghiệm m mơ ph Nhiệt độộ mơi trường (0C) 30.5 Nhiệt độộ ñáy tản nhiệt (0C) 50.4 Lượng nhiệt truyền từ ñèn ñ qua tản nhiệt không ñổi, vận tốcc gió mơi tr trường xung quanh xem 0.1 m/s Các thơng ssố kim loại khơng khí ñã có sẵn n th thư viện vật liệu comsol ðối với mơ ng với v điều kiện giống với thực tế 29 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG 3.4 Kết 3.4.1 Bộ tản nhiệt có xẻ rảnh cho đèn LED – vật liệu : Nhơm Q trình mơ thí nghiệm sử dụng điều kiện chung nhiệt độ khơng khí, nhiệt độ ñáy tản nhiệt , vận tốc gió ( trình đối lưu tự nhiên ) Sau mơ ta có kết sau : Hình 3.11 : Hình ảnh phân bố nhiệt sau mơ phần mềm COMSOL Multiphysics – Vật liệu :Nhôm Quá trình phân tích nhiệt độ cánh ta có kết sau : 30 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU U KHOA HỌC H GVHD: TS ðẶ ẶNG THÀNH TRUNG 3.12 : Trường nhiệt ñộ phân bố cánh bên trái 3.13 : Trường nhiệt ñộ phân bố cánh bên ph phải 31 Luan van GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Từ mơ thực nghiệm ta có bảng số liệu sau: Thí nghiệm (0C) 45.6 49.3 48.9 46.7 Mơ (0C) 45 48.5 49 45.5 Chiều dài (mm) 10 30 40 60 Bảng 3.1: Kết nhiệt ñộ theo chiều dài kích thước cánh thí nghiệm mơ Từ bảng số liệu ta có biểu đồ so sánh sau: Biểu ñồ so sánh Nhiệt ñộ ( C ) 50 48 thí nghiệm 46 mơ 44 25 45 65 Chiều dài (mm) Hình 3.14: Biểu đồ so sánh kết mơ thí nghiệm với vật liệu Nhơm (Al) Từ thơng số nhiệt độ thí nghiệm mơ ta có sai số lớn của mơ hình 2.56 % Kết cho ta thấy sai lệch nhiệt độ mơ thực nghiệm nhỏ 32 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG 3.4.2 Bộ tản nhiệt có xẻ rảnh cho ñèn LED – vật liệu : ðồng Q trình mơ thí nghiệm sử dụng điều kiện chung nhiệt độ khơng khí, nhiệt độ đáy tản nhiệt , vận tốc gió ( q trình đối lưu tự nhiên ) Sau mơ ta có kết sau : Hình 3.15 : Hình ảnh phân bố nhiệt sau mô phần mềm COMSOL Multiphysics – Vật liệu :ðồng Q trình phân tích nhiệt độ cánh ta có kết sau : 33 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG Hình 3.16 : Trường nhiệt độ phân bố cánh bên trái Hình 3.17 : Trường nhiệt ñộ phân bố cánh bên phải 34 Luan van GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Từ mơ ta có bảng số liệu sau: Mô (0C) 47 49.5 49.5 48 Chiều dài (mm) 10 30 40 60 Bảng 3.2: Kết nhiệt ñộ theo chiều dài kích thước cánh mơ hình mơ Biểu đồ kết mơ : Biểu đồ 49 Nhiệt độ ( C ) 50 48 Mơ 47 46 25 45 65 Chiều dài (mm) Hình 3.18 : Biểu ñồ phân bố nhiệt ñộ vị trí cánh mơ hình mơ với vật liệu ðồng (Cu) 35 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 3.4.3 GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG Bộ tản nhiệt có xẻ rảnh cho đèn LED – vật liệu : Silicon Q trình mơ thí nghiệm sử dụng điều kiện chung nhiệt độ khơng khí, nhiệt độ đáy tản nhiệt , vận tốc gió ( q trình đối lưu tự nhiên ) Sau mơ ta có kết sau: Hình 3.19 : Hình ảnh phân bố nhiệt sau mô phần mềm COMSOL Multiphysics – Vật liệu :Silicon Q trình phân tích nhiệt độ cánh ta có kết sau : 36 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG Hình 3.20 : Trường nhiệt ñộ phân bố cánh bên trái Hình 3.21 : Trường nhiệt ñộ phân bố cánh bên phải 37 Luan van GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Từ mơ ta có bảng số liệu sau: Mô (0C) 44 47 48 44.5 Chiều dài (mm) 10 30 40 60 Bảng 3.2: Kết nhiệt độ theo chiều dài kích thước cánh mơ hình mơ Biểu đồ kết mơ : Biểu ñồ Nhiệt ñộ ( C) 50 48 46 Mô 44 42 25 45 65 Chiều dài (mm) Hình 3.22 : Biểu đồ phân bố nhiệt độ vị trí cánh mơ hình mơ với vật liệu Silicon 38 Luan van GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 3.4.4 So sánh nhận xét Sau mơ hình nghiên cứu ñược mô với loại vật liệu khác nhau, ta tiến hành lập biểu ñồ so sánh kết mơ – phân bố nhiệt độ khác vị trí cách tản nhiệt khả truyền nhiệt loại vật liệu Ta có biểu đồ sau : Biểu đồ so sánh mơ Nhiệt ñộ ( C) 52 49 Nhôm ðồng 46 Silicon 43 25 45 65 Chiều dài (mm) Hình 3.23 : Biểu đồ so sánh kết mơ loại vật liệu Các kết mô cho ta thấy tính chất vật liệu có ảnh hưởng lớn ñến khả tản nhiệt tản nhiệt cho ñèn LED Ở ñây, ñồng kim loại có hệ số dẫn nhiệt cao nên khả truyền nhiệt ñến cánh tốt nhất, nhiệt ñộ vị trí cánh cao so với vật liệu cịn lại.Vì sử dụng đồng làm vật liệu tản nhiệt tốt xét ñến hiệu tản nhiệt Tuy nhiên, cịn tốn kinh tế kỹ thuật, cịn cần xét đến yếu tố tính kinh tế, đơi cịn u cầu thẩm mỹ chất liệu Do đó, thực tế, vật liệu thường lựa chọn chế tạo nhôm 39 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Thông qua việc nghiên cứu, dựa phương pháp mô thực nghiệm, khẳng định việc nghiên cứu tản nhiệt cho linh kiện điện tử nói chung cho ñèn LED nói riêng yêu cầu quan trọng việc tối ưu hóa sản phẩm nhà sản xuất ðề tài hứa hẹn mở hướng nghiên cứu cho bạn sinh viên ngành nhiệt, ứng dụng rộng rãi vào thực tiễn cho nhà sản xuất tạo sở ñể bạn tiếp tục nghiên cứu cao sau đại học ðược hướng dẫn tận tình thầy ðặng Thành Trung, với góp ý anh chị khóa trước nghiên cứu sinh nước ngồi nổ lực nhóm Chúng em hồn thành báo cáo đạt u cầu nhiệm vụ ñã ñề : Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu truyền nhiệt ñến hiệu giải nhiệt cho đèn LED Bên cạnh T.S ðặng Thành Trung với nhóm nghiên cứu xuất hai sách: Mô số COMSOL multiphysic ứng dụng COMSOL multiphysic truyền nhiệt lưu chất (Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật) Chúng em mong đóng góp ý kiến q Thầy Cơ tất bạn để báo cáo hồn thiện 4.2 Kiến nghị Các nghiên cứu nhằm mục đích giải nhiệt cho đèn LED xem hướng nghiên cứu mẻ lĩnh vực ñang ñược giới quan tâm nhiều Mặc dù sở khoa học cơng nghệ thành phố Hồ Chí Minh đầu tư kinh phí cho ño áp suất nhiệt ñộ Nhưng phát triển nghiên cứu mạnh mẽ lĩnh vực nhóm nghiên cứu cần đầu tư quan tâm lớn từ phía đơn vị tổ chức 40 Luan van GVHD: TS ðẶNG THÀNH TRUNG BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tài liệu tham khảo [1] Yueguang Deng and Jing Liu, A liquid metal cooling system for the thermal management of high power LEDs, International Communications in Heat and Mass Transfer 37 (2010) 788–791 [2] Zirong Lin, Shuangfeng Wang, Jiepeng Huo, Yanxin Hu, Jinjian Chen, Winston Zhang, and Eton Lee, Heat transfer characteristics and LED heat sink application of aluminum plate oscillating heat pipes, Applied Thermal Engineering 31 (2011) 2221-2229 [3] Hui Huang Cheng, De-Shau Huang, and Ming-Tzer Lin, Heat dissipation design and analysis of high power LED array using the finite element method, Microelectronics Reliability (2011) [4] Ts ðặng Thành Trung, Gvc.Ths Lê Kim Dưỡng, Võ Hoàng Trung, Phạm Thế Nhiều, Phạm ðức Thịnh, Lạc Thái Vinh, Nguyễn Xuân Bách, Hình Trinh Thắng sách Mô Phỏng Số Học Bằng COMSOL Multiphysics , NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2012 [5] Ts ðặng Thành Trung, Gvc.Ths Lê Kim Dưỡng, Nguyễn Nhật Linh, Nguyễn Tấn Sa, Vũ Quốc ðạt, Hà Văn Chung, Nguyễn Văn Manh, Trần ðÌnh Vũ sách COMSOL Multiphysics Ứng Dụng Trong Truyền Nhiệt Và Lưu Chất, , NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2012 41 Luan van S K L 0 Luan van ... tài nghiên cứu hiệu giải nhiệt cho LED chế tạo giải nhiệt loại vật liệu khác Qua ñó biết ñược loại vật liệu có hiệu làm việc hiệu tối ưu mặt kinh tế tiết kiệm lượng Nghiên cứu hiệu giải nhiệt cho. .. nghiên cứu q trình truyền nhiệt thơng qua phần mềm mơ số COMSOL Mutiphysics, nhóm chúng em tiến hành thực ñề tài “ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU TRUYỀN NHIỆT ðẾN HIỆU QUẢ GIẢI NHIỆT CHO LED. .. CƠ KHÍ ðỘNG LỰC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT - ðIỆN LẠNH BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ðề Tài: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU TRUYỀN NHIỆT ðẾN HIỆU QUẢ GIẢI NHIỆT CHO LED MSðT : SV2012-12 GHVD : TS.ðẶNG