(Luận văn) nghiên cứu mô phỏng tản nhiệt bằng nước cho đèn led đánh cá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN MAI XUÂN HIỆU lu an n va p ie gh tn to NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG TẢN NHIỆT BẰNG NƢỚC d oa nl w CHO ĐÈN LED ĐÁNH CÁ Mã số: 44 01 04 nf va an lu Chuyên ngành: Vật lý chất rắn z at nh oi lm ul z gm @ Ngƣời hƣớng dẫn 1: TS ĐÀO XUÂN VIỆT l m co Ngƣời hƣớng dẫn 2: TS NGUYỄN ĐỨC TRUNG KIÊN an Lu n va ac th si LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu mô tản nhiệt nƣớc cho đèn LED đánh cá” công trình nghiên cứu tơi Các số liệu tài liệu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình nghiên cứu Tất tham khảo kế thừa đƣợc trích dẫn tham chiếu đầy đủ lu Quy Nhơn, ngày 22 tháng 07 năm 2019 an n va to p ie gh tn Mai Xuân Hiệu d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đƣợc luận văn này, tơi nhận đƣợc hỗ trợ, giúp đỡ tận tình Thầy hƣớng dẫn Thầy, Cơ Khoa Vật Lý.Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép đƣợc bày tỏ lòng biết ơn đến quý Thầy Đào Xuân Việt Thầy Nguyễn Đức Trung Kiên quan tâm giúp đỡ hƣớng dẫn tơi hồn thành tốt luận văn thời gian qua Tôi xin gửi lời cảm ơn Thạc sĩ Nguyễn Đức Tùng hƣớng dẫn kỹ thuật mô nhiệt lu Xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy, Cô Khoa Vật Lý, truyền đạt an Xin cảm ơn quý Thầy, Cô Hội đồng Bảo vệ Luận văn Thạc sĩ n va kiến thức có ích làm tảng cho tơi hồn thành tốt luận văn Tơi xin cảm ơn Phòng Sau Đào tạo Đại học Trƣờng Đại học Quy Nhơn p ie gh tn to nhận xét, đóng góp nội dung, nhƣ hình thức luận văn nl w tạo điều kiện thuận lợi để tơi tham gia đầy đủ tất mơn d oa khóa học nf va cứu an lu Xin cảm ơn đề tài mã số ĐTĐL.CN.30/18 hỗ trợ tài cho nghiên lm ul Với điều kiện thời gian nhƣ kinh nghiệm hạn chế học z at nh oi viên, luận văn tránh đƣợc thiếu sót.Tơi mong nhận đƣợc bảo, đóng góp ý kiến Thầy, Cơ để tơi có điều kiện bổ z sung, hoàn thiện phát triển đề tài gm @ Tơi xin chân thành cảm ơn! m co l Quy Nhơn, ngày 22 tháng 07 năm 2019 an Lu Mai Xuân Hiệu n va ac th si MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU lu 1.1 Lí chọn đề tài an 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới n va 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu đề tài gh tn to 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước p ie 1.3 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu oa nl w 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu d 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu an lu 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu nf va PHẦN NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN VĂN lm ul CHƢƠNG TỔNG QUAN z at nh oi 1.1 LED 1.2 COB LED 1.3 Ƣu, nhƣợc điểm LED z gm @ 1.3.1 Ưu điểm LED 1.3.2 Nhược điểm LED (Nhiệt ảnh hưởng nhiệt) l m co 1.4 Đèn LED dùng đánh bắt cá 12 1.5 Truyền nhiệt 14 an Lu 1.5.1 Lí thuyết truyền nhiệt 14 n va ac th si 1.5.2 Truyền nhiệt đèn LED 16 1.5.3 Tản nhiệt cho đèn LED 18 1.6 Những nghiên cứu trƣớc tản nhiệt chất lỏng nƣớc 20 1.7 Mục đích nghiên cứu 25 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG 26 2.1 Mơ hình hóa 26 2.1.1 Mơ hình hóa đèn LED 26 2.1.2 Mơ hình hóa hệ thống gồm nhiều đèn LED 29 lu 2.2 Các tham số vật liệu 30 an 2.2.1 Các tham số vật liệu đèn LED 30 va n 2.2.2 Các tham số khơng khí 31 gh tn to 2.2.3 Các tham số nước 32 ie 2.3 Nguồn nhiệt 33 p 2.4 Chia lƣới 34 nl w 2.5 Mô 35 d oa 2.5.1 Đối với khơng khí chất lỏng 35 an lu 2.5.2 Đối với chất rắn 36 nf va 2.6 Kiểm tra điều kiện hội tụ 36 lm ul 2.7 Xuất liệu 37 z at nh oi CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 38 3.1 Hệ thống đèn LED 38 3.1.1 Khảo sát phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy 38 z gm @ 3.1.2 Khảo sát phụ thuộc vào heatsink 41 3.1.3 Khảo sát phụ thuộc vào TIM 47 l co 3.1.4 Khảo sát phụ thuộc vào LED 49 m 3.1.5 Khảo sát phụ thuộc vào thấu kính 52 an Lu 3.2 Hệ thống nhiều đèn LED 52 n va ac th si 3.2.1 Mô 52 3.2.2 Khảo sát phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy 55 3.2.3 Khảo sát heatsink 56 3.2.4 Khảo sát phụ thuộc vào công suất đèn LED 57 KẾT LUẬN 59 i Hệ thống đèn LED 59 ii Hệ thống nhiều đèn LED 60 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO lu an QUYẾT ĐỊNH GIAO TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (bản sao) n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: So sánh tuổi thọ LED đèn truyền thống Bảng 1.2: So sánh nhiệt lƣợng tỏa đèn LED đèn truyền thống 10 Bảng 1.3: Các thuộc tính TIM 13 Bảng 1.4: Kí hiệu thơng số cấu trúc hình học tản nhiệt 21 Bảng 2.1: Thông số vật liệu phận 30 Bảng 2.2: Các tham số mơi trƣờng khơng khí 31 lu Bảng 2.3: Các tham số môi trƣờng nƣớc 32 an n va Bảng 2.4: Các tham số nguồn nhiệt 33 p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Tái hợp không xạ điện tử lỗ trống Hình 2: Sự phản xạ toàn phần ánh sáng bên LED Hình 1.1: Nguyên lý hoạt động LED Hình 1.2: So sánh hiệu suất phát quang LED với đèn truyền thống Hình 1.3: Ảnh hƣởng nhiệt độ đến quang 11 lu Hình 1.4: Sự phụ thuộc quang thơng vào nhiệt độ lớp chuyển tiếp 11 an n va Hình 1.5: Tuổi thọ LED phụ thuộc vào nhiệt độ lớp chuyển tiếp 12 tn to Hình 1.6: Đèn LED đánh cá sử dụng thực tế 12 ie gh Hình 1.7: Vai trò lớp keo dẫn nhiệt (TIM) 13 p Hình 1.8: Nhiệt trở hệ thống đèn LED 17 oa nl w Hình 1.9: Tản nhiệt dạng cánh vng dạng cánh trịn 19 d Hình 1.10: Kết nghiên cứu tản nhiệt sử dụng luồng khơng khí cƣỡng từ quạt, nhiệt độ lớp tiếp giáp giảm dần từ 116.61 0C xuống 78.05 C 20 nf va an lu lm ul Hình 1.11: Mơ hình tản nhiệt sử dụng túi chất lỏng bên đế 20 z at nh oi Hình 1.12: Sơ đồ mạch làm mát linh kiện điện tử sử dụng dịng nƣớc tuần hồn để tản nhiệt cho LED 24 z Hình1.13: Thiết kế lạnh Mũi tên đầu vào chất lỏng Các lạnh đƣợc đƣa cấu hình 3-5 sử dụng đầu vào tiếp tuyến cho kênh làm mát 24 gm @ co l Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống làm mát chủ động nƣớc 26 m Hình 2.2: COB LED sử dụng thực tế (a) hình mơ 3D (b) 27 an Lu Hình 2.3: Hình thấu kính thực tế (a) hình mơ (b) 27 n va ac th si Hình 2.4: Mơ hình hóa cấu trúc heatsink 28 Hình 2.5: Mơ hình hóa hệ thống đèn LED 28 Hình 2.6: Mơ hình hóa hệ thống đèn COB LED 29 Hình 2.7: Cấu tạo kích thƣớc phận hệ thống đèn COB LED 29 Hình 2.8: Thiết bị đo công suất điện (a) công suất quang (b) 33 Hình 2.9: Chia lƣới multi cho hệ thống đèn: Chia lƣới cho heatsink (a); chia lƣới cho LED thấu kính (b) chia lƣới cho toàn hệ thống đèn (c) 34 lu an Hình 2.10: Vận tốc lƣợng phụ thuộc vào số bƣớc mô (a), nhiệt độ Ts LED TIM phụ thuộc vào số bƣớc mô (b) 36 n va p ie gh tn to Hình 2.11: Kết mơ nhiệt trƣờng hợp đƣờng kính d = 10 mm, vận tốc dòng chảy v = 1.2 m/s công suất P = 300 W Phân bố nhiệt đèn LED môi trƣờng xung quanh (a), phân bố nhiệt đèn LED (b) phân bố vận tốc (c) 37 d oa nl w Hình 3.1: Phân bố nhiệt đèn LED môi trƣờng xung quanh d=10 mm công suất P = 300 W vận tốc v = 0.4 m/s 38 nf va an lu Hình 3.2: Phân bố nhiệt đèn LED d=10 mm, công suất P=300 W với vận tốc dòng chảy: a) v=0.4 m/s; b) v=1.2 m/s 39 lm ul Hình 3.3: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào vận tốc d=10 mm 40 z at nh oi Hình 3.4: Đồ thị phụ thuộc Tmax vào vận tốc với kích trƣớc ống khác 40 z Hình 3.5: Đồ thị phụ thuộc nhiệt độ vào vận tốc dịng chảy thay đổi cơng suất nguồn d= 10 mm 41 @ m co l gm Hình 3.6: Phân bố nhiệt đèn LED môi trƣờng xung quanh v=1.2 m/s, công suất P=300 W, đƣờng kính ống dẫn d=5 mm (a) d=10 mm (b) 42 an Lu Hình 3.7: Phân bố nhiệt đèn LED v=1.2 m/s với đƣờng kính khác nhau: d=5 mm (a); d=10 mm (b) 43 n va ac th si Hình 3.8: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào đƣờng kính với vận tốc dịng chảy v = 1.2 m/s 44 Hình 3.9: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào đƣờng kính ống dẫn với vận tốc dòng chảy khác 44 Hình 3.10: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào đƣờng kính ống dẫn với công suất khác 45 Hình 3.11: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt vật liệu làm heatsink.46 Hình 3.12: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào bề mặt vật liệu làm heatsink 47 lu Hình 3.13: Phân bố nhiệt cho đèn LED lớp TIM ứng với độ dẫn nhiệt lớp TIM khác nhau: k = 0.5 W/mK (a), k =1.5 W/mK (b) k=3 W/mK (c) 48 an n va ie gh tn to Hình 3.14: Sự phụ thuộc Tmax vào độ dẫn nhiệt loại TIM khác 49 p Hình 3.15: Phân bố nhiệt đèn LED d = 10 mm, v = 1.2 m/s với công suất khác nhau: P =300 W (a) P =500 W (b) 50 nl w d oa Hình 3.16: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào công suất LED d = 10 mm, v = 1.2 m/s 51 an lu nf va Hình 3.17: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào công suất LED vận tốc khác 51 lm ul z at nh oi Hình 3.18: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào cơng suất LED với đƣờng kính ống khác 52 z Hình 3.19: Phân bố nhiệt LED thấu kính làm thủy tinh (a) silicone (b) 53 @ l gm Hình 3.20: Phân bố nhiệt hệ thống đèn COB LED môi trƣờng xung quanh 53 m co Hình 3.21: Phân bố nhiệt hệ thống đèn COB LED 54 an Lu Hình 3.22: Phân bố vận tốc dòng chảy 54 n va ac th si 51 Hình 3.16: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào công suất LED d = 10 mm, v = 1.2 m/s lu Khi công suất điện đèn lớn lƣợng nhiệt sinh bên an n va LED lớn, trƣờng hợp Tmax gần nhƣ tăng tuyến tính theo công 19.50C Khảo sát tƣơng tự giá trị vận tốc khác, kết thể gh tn to suất đèn, trƣờng hợp v = 1.2 m/s sau giá trị công suất Tmax tăng gần p ie hình 3.17 Nhiệt độ tăng dần theo cơng suất đèn, P < 300 W Tmax tăng nhƣ với vận tốc, nhƣng P > 300 W chịu ảnh oa nl w hƣởng mạnh vận tốc, nhiệt độ v = 0.4 m/s tăng nhanh so với d trƣờng hợp v = 1.2 m/s v = 2.0 m/s nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 3.17: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào cơng suất LED vận tốc khác n va ac th si 52 lu an Hình 3.18: Đồ thị Tmax phụ thuộc vào công suất LED với đƣờng kính ống n va khác tn to Trƣờng hợp thay đổi đƣờng kính ống dẫn khảo sát phụ thuộc gh nhiệt độ vào công suất LED thu đƣợc kết thể hình p ie 3.18 Khi P = 100 W thay đổi đƣờng kính ống khơng ảnh hƣởng nhiều w đến thay đổi giá trị nhiệt độ đèn Nhƣng đƣờng kính ống lớn oa nl ảnh hƣởng cơng suất đến hiệu tản nhiệt mạnh Khi đƣờng d kính ống dẫn tăng từ mm lên 10 mm P = 200 W nhiệt độ giảm 4.9 0C, lu nf va an tƣơng ứng độ giảm nhiệt độ P = 300 W, P = 400 W P = 500 W lần lƣợt 10 0C, 11.7 0C 20.4 0C Khi d > 10 mm nhƣ kết trƣớc hiệu lm ul tản nhiệt không cao, nhiệt độ giảm chậm z at nh oi 3.1.5 Khảo sát phụ thuộc vào thấu kính Thấu kính thƣờng làm silicone thủy tinh, để lựa chọn vật liệu z phụ hợp cho chế tạo tiến hành cố định giá trị vận tốc v = 1.2 m/s @ tản nhiệt m co l gm đƣờng kính ống dẫn d = 10 mm khảo sát ảnh hƣởng thấu kính đến hiệu an Lu n va ac th si 53 Hình 3.19: Phân bố nhiệt LED thấu kính làm từ thủy tinh (a) silicone (b) Theo kết phân bố nhiệt thay đổi nhiệt độ thay đổi vật liệu làm thấu kính khơng nhiều (chỉ 0.30C) Giá trị đƣợc thể rõ 3.19, qua cho thấy đƣờng truyền nhiệt theo phía thấu kính khơng phụ lu an thuộc nhiều vào vật liệu Trong điều kiện sử dụng cho đèn LED dƣới nƣớc va n thấu kính làm silicon lựa chọn thích hợp gh tn to 3.2 Hệ thống nhiều đèn LED p ie 3.2.1 Mô w Sau mô khảo sát hệ thống đèn LED, tiến oa nl hành mô khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến hệ thống COB LED d ghép lại với nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 3.20: Phân bố nhiệt hệ thống đèn COB LED v môi trƣờng xung quanh n va ac th si 54 lu an Hình 3.21: Phân bố nhiệt hệ thống đèn COB LED va n Theo phân bố nhiệt hình 3.21, dọc theo chiều chuyển động dịng gh tn to nƣớc ống nhiệt độ phân bố khơng đều, thấp đầu dịng ngày p ie tăng dần cuối hệ thống, giá trị Tmax đạt xấp xỉ 87 0C, nhiệt độ đo đƣợc lớp tiếp xúc đèn số xấp xỉ 45.50C Ngoài chúng tơi oa nl w cịn tiến hành kiểm tra phân bố vân tốc dòng chảy ống Khi nhiệt độ d đèn sau tăng dần lên làm cho lớp nƣớc bên bị tăng nhiệt độ chuyển nf va an lu động nhanh so với đoạn nƣớc đầu ống z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 3.22: Phân bố vận tốc dịng chảy n va ac th si 55 3.2.2 Khảo sát phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy Vận tốc dòng chảy ống ảnh hƣởng lớn đến nhiệt độ đèn, trƣờng hợp hình 3.23 so sánh phân bố nhiệt v =0.5m/s v =1.2m/s, đèn cuối hệ thống ln có tập trung nhiệt độ cao so với đèn đầu Điều đƣợc lí giải vận tốc dịng chảy nhƣ nhƣng lƣợng nƣớc chảy qua đèn kéo theo lƣợng nhiệt truyền nhiệt nƣớc nên làm cho nhiệt bị giữ lại hệ thống làm cho nhiệt độ đèn phía sau tăng lên cao Vì thiết kế lu chế tạo cần ý đến số lƣợng đèn LED hệ thống an n va p ie gh tn to d oa nl w lu nf va an Hình 3.23: Phân bố nhiệt hệ thống đèn COB LED với vận tốc dòng chảy v = 0.5 m/s v = 1.2 m/s z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 3.24: Nhiệt độ Tmax phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy khác n va ac th si 56 Tiến hành khảo sát cho vận tốc dòng chảy khác d = 10 mm cho kết tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp đèn, giá trị Tmax giảm mạnh tăng vận tốc từ 0.5 m/s lên đến 1.2 m/s giảm bắt đầu chậm lại vận tốc lớn 1.2 m/s Do trình chế tạo vận tốc dịng chảy đƣợc chọn không nên nhỏ lớn 3.2.3 Khảo sát heatsink Tiếp theo khảo sát phụ thuộc nhiệt độ vào kích thƣớc ống dẫn (đƣờng kính), tiến hành khảo sát với đƣờng kính khác Kết phân bố lu nhiệt đƣợc thể hình 3.25, d = mm giá trị Tmax = 62.1 0C, an d = 10 mm giá trị Tmax giảm cách đáng kể, 44 0C n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu lm ul Hình 3.25: Phân bố nhiệt hệ thống đèn COB LED với d = mm d = 10 mm z at nh oi Kết khảo sát hình 3.26 rằng: < d < 10 mm nhiệt độ giảm cách rõ rệt, tản nhiệt lúc phụ thuộc mạnh vào đƣờng kính ống z dẫn, nhƣng d > 10 mm phụ thuộc khơng cịn nhiều nhƣ trƣớc, nhiệt @ gm độ đèn thay đổi ít, giá trị Tmax d = 10 mm d = 15 mm chênh co l lệch (hơn 0C) Nghĩa đƣờng kính ống dẫn q lớn hiệu an Lu kính ống dẫn d = 10 mm đƣợc xem tối ƣu m tản nhiệt nhƣ nhau, để phù hợp cho thiết kế chế tạo đƣờng n va ac th si 57 lu an Hình 3.26: Nhiệt độ Tmax phụ thuộc v o đƣờng kính khác va n 3.2.4 Khảo sát phụ thuộc vào công suất đèn LED p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul Hình 3.27: Nhiệt độ Tmax phụ thuộc vào công suất đèn LED z Theo nhƣ kết khảo sát 3.16, nhiệt độ phụ thuộc tuyến tính vào @ gm công suất đèn LED Trong trƣờng hợp cố định giá trị vận co l tốc dịng chảy v = 1.2 m/s đƣờng kính ống dẫn d = 10 mm, tiến hành khảo m sát nhiệt độ đèn trƣờng hợp công suất khác nhau, công an Lu suất P < 1000 W chênh lệch nhiệt độ đèn ít, nhƣng cơng suất n va lớn ( P > 1000 W) chênh lệch nhiệt độ đèn tăng lên cao ac th si 58 Kết thể hình 3.27, theo đó: - Với đèn 600W, 1000W: Sau đèn nhiệt độ tăng 0C - Với đèn 1500W: Sau đèn nhiệt độ tăng 0C - Với đèn 2000W: Sau đèn nhiệt độ tăng 0C lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si 59 KẾT LUẬN Trong đề tài này, nghiên cứu mô tƣợng truyền nhiệt tối ƣu hóa cấu trúc vật liệu cho đèn LED dùng để đánh bắt cá phƣơng pháp mô phần tử hữu hạn Tiến hành khảo sát phụ thuộc nhiệt độ vào vận tốc dòng chảy ống, phụ thuộc vào kích thƣớc ống dẫn, phụ thuộc vật liệu bề mặt heatsink, phụ thuộc vào TIM, vào LED thấu kính hệ thống đèn LED hệ thống gồm ba đèn LED ghép lại với lu i Hệ thống đèn LED an n va - Ống dẫn nƣớc: Kết khảo sát phụ thuộc nhiệt độ vào vận tốc dòng tn to chảy (v) 0.4 < v < 1.2 m/s hiệu tản nhiệt phụ thuộc gh mạnh vào vận tốc, nhƣng v > 1.2 m/s hiệu tản nhiệt lúc phụ p ie thuộc vào vận tốc Khi P >300 W hiệu tản nhiệt phụ thuộc mạnh vào w vận tốc, P < 300 W nhiệt độ giảm không đáng kể nên hiệu tản oa nl nhiệt thấp Kết khảo sát đƣờng kính ống dẫn (d) ra: d < 10 mm d hiệu tản nhiệt cao, nhiệt độ giảm nhanh nhƣng d > 10 mm hiệu lu nf va an tản nhiệt tối ƣu Khảo sát v < 1.2 m/s phụ thuộc nhiệt độ vào đƣờng kính mạnh so với v > 1.2 m/s lm ul - Heatsink: Kết khảo sát heatsink rằng: độ dẫn nhiệt z at nh oi vật liệu làm heatsink k < 167 W/mK hiệu tản nhiệt tăng k tăng, k > 167 W/mK hiệu tản nhiệt tăng khảo sát hiệu z tản nhiệt không phụ thuộc vào bề mặt vật liệu làm heatsink @ gm - TIM: Kết khảo sát nhiệt độ phụ thuộc vào TIM độ dẫn nhiệt m hiệu tản nhiệt khơng thay đổi nhiều co l TIM k < 1.5 W/mK hiệu tản nhiệt tăng k tăng, k > 1.5 W/mK n va làm thấu kính an Lu - Thấu kính: Kết khảo sát nhiệt độ không phụ thuộc vào vật liệu ac th si 60 => Qua kết khảo sát hệ thống đèn LED cấu trúc tối ƣu cho thiết kế chế tạo đƣợc chọn với vật liệu làm heatsink nhơm Al6061, vận tốc dịng v = 1.2 m/s, đƣờng kính ống dẫn d = 10 mm, vật liệu làm TIM có k = 1.5 W/mK ii Hệ thống nhiều đèn LED - Ống dẫn nƣớc: Kết khảo sát vận tốc dòng chảy đƣờng kính ống dẫn ra: 0.5 < v < 1.2 m/s hiệu tản nhiệt tăng mạnh vận tốc dòng chảy tăng, v > 1.2 m/s hiệu tản nhiệt giảm Đối với kích thƣớc ống lu dẫn, hiệu tản nhiệt cao < d 10 mm hiệu tản an nhiệt phụ thuộc vào đƣờng kính ống n va W nhiệt độ chênh lệch đèn 0C, P > 1000 W chênh lệch gh tn to - Mắc nối tiếp đèn LED: Kết khảo sát công suất P < 1000 p ie nhiệt độ đèn 0C Kết khảo sát mắc nối tiếp hệ thống ba đèn LED nhiệt độ đèn sau tăng lên mạnh so với oa nl w đèn trƣớc Do thiết kế cần ý đến số lƣợng đèn hệ thống d nên thiết kế hệ thống ống dẫn nƣớc song song để tránh tƣợng tăng an lu nhiệt độ đèn Với cấu trúc dùng cho LED có P< 300W, z at nh oi lm ul heatsink nf va không nên dùng cho LED 500W, nhƣng ghép LED 300W z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ming Hui Lai, Chinghua Hung (2009), “Study on improvement of CRI using RGB LED lights for underwater environments”, Department of Mechanical Engineering, National Chiao Tung University [2] RichardKotschenreuther (2018), “White LEDs for lighting applications”, Materials, Technologies, and Applications Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials , p.531-552 lu [3] Aili Wanga , Catherine H Dadmunb , Rachel M Handc , Sean F an va O'Keefea , J'’Nai B Phillipsa , Kemia A Andersa , Susan E Duncana n (2018), “Efficacy of light-protective additive packaging in protecting tn to milk freshness in a retail dairy case with LED lighting at different light p ie gh intensities”, Food Research International, Volume 114, Pages 1-9 HouFengze, Yang Daoguo, Zhang Guoqi (2011), “Thermal analysis of nl w [4] LED lighting system with different fin heat sinks”, d oa Journal of an lu Semiconductors, Vol 32, No Min Seok Ha, Samuel Graham (2012), “Development of a thermal nf va [5] lm ul resistance model for chip-on-board packaging of high power LED z at nh oi arrays”, Microelectronics Reliability, 52, p.836–844 [6] Mehmet Arik, Charles A Becker, Stanton E Weaver, and James Petroski z (2004), "Thermal management of LEDs: package to system", Third @ co H.Liem, H.S.Choy (2013), “Superior thermal conductivity of polymer m [7] l 5187 gm International Conference on Solid State Lighting, Proc SPIE Volume State Communications, Volume 163 , Pages 41-45 an Lu nanocomposites by using graphene and boron nitride as fillers”, Solid n va ac th si [8] Kai Zhang , David G W Xiao ; Xiaohua Zhang ; Haibo Fan ; Zhaoli Gao ; Matthew M F Yuen (2011), “Thermal performance of LED packages for solid state lighting with novel cooling solutions”, IEEE [9] Javier Leon ; Xavier Perpina ; Jordi Sacristan ; Miquel Vellvehi ; Antonio Baldi ; Xavier Jordàa (2015), “Functional and Consumption Analysis of Integrated Circuits Supplied by Inductive Power Transfer by Powering Modulation and Lock-In Infrared Imaging”, IEEE, Browse Journals & Magazines, volume 62, pp 25 lu [10] Vinay Pal (2014), “Modeling and thermal analysis of heat sink with an va scales on fins cooLED by natural convection”, IJRET, Volume: 03 Issue: n 06 tn to ie gh [11] Chi-Chang Hsieh et al (2015), “The Study for Saving Energy and p Optimization of LED Street Light Heat Sink Design”, Advances in oa nl w Materials Science and Engineering Volume, Article ID 418214 d [12] Bum-Sik Seo et al (2017), “Development and Characterization of lu Sink for 30 W Chip on Board LED Down-Light”, an Optimum Heat z at nh oi lm ul 296 nf va Transactions on electrical and electronic materials vol 13, no 6, p 292- [13] Henrik, Sorensen (2012), “Water Cooling of High Power Light Emitting Diode”, Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical in z Electronic Systems, p 968 – 974 gm @ [14] Nguyễn Đức Tùng, Nguyễn Đắc Hùng, Kim Tuấn Anh, Nguyễn Hồng l co Thu, Nguyễn Ngọc Anh, Nguyễn Duy Hùng, Nguyễn Đức Trung Kiên, m Phạm Thành Huy, Đào Xuân Việt (2017), “Nghiên cứu mô an Lu n va ac th si tượng truyền nhiệt bóng đèn led dây tóc”, Hội nghị Vật liệu Công nghệ Nano Tiên tiến-WANN2017 [15] Bui Hung Thang, Phan Ngoc Hong, Phan Hong Khoi, Phan Ngoc Minh (2008), “Application of multi-walLED carbon nanotubes for thermal dissipation in a micro-processor”, Proceeding of the APCTP-ASEAN Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology, NhaTrang-Vietnam, tr 506-511 [16] PGS.TS Đặng Mậu Chiến (2010), “Nghiên cứu chế tạo điốt phát sáng lu an (LED) dùng công nghiệp chiếu sáng”, Bộ Khoa Học công nghệ, n va Đại học quốc gia TP Hồ chí minh, phịng thí nghiệm cơng nghệ nano Mach, Gerd O Mueller, Ling Zhou, Gerard Harbers, and M George ie gh tn to [17] Michael R Krames, Member, IEEE, Oleg B Shchekin, Regina Mueller- p Craford (2007), “Status and Future of High-Power Light-Emitting No 2, oa nl w Diodes for Solid-State Lighting”, Journal of Display Technology, Vol 3, d [18] Min Seok Ha, Samuel Graham (2012), “Development of a thermal an lu nf va resistance model for chip-on-board packaging of high power LED arrays”, Microelectronics Reliability, 52, pp 836–844 lm ul z at nh oi [19] Tetsushi Tamura, Tatsumi Setomoto, Tsunemasa Taguchi (2000), “Illumination characteristics of lighting array using 10 candela-class white LEDs under AC 100V operation”, J Lumin 87-89, pp 1180– z gm @ 1182 co l [20] N Narendran, Y Gu, J.P Freyssinier, H Yu, L Deng (2004), “Solid- m state lighting: failure analysis of white LEDs”, J Cryst Growth 268, pp an Lu 449–456 n va ac th si [21] M Arik, C Becker, S Weaver and J Petroski (2004), “Thermal management of LEDs: package to system”, Proc SPIE 5187, pp 64–75 [22] N Narendran, J Bullough, N Maliyagoda and A Bierman (2001), “What is useful life for white light LEDs”, J Illum Eng Soc 30, pp 57–66 [23] Công ty cổ phần bóng đèn phích nƣớc Rạng Đơng, 87-89, Hạ Đình, Thanh Xuân, Hà Nội [24] A Rammohan and C Kumar Ramesh (2016), “A Review on Effect of lu Thermal Factors on Performance of High Power Light Emitting Diode an va (HPLED)”, Journal of Engineering Science and Technology Review, pp n 165 – 176 tn to ie gh [25] External Thermal Resistance - Interface Materials and Heat Sinks: LED p Fundamentals, Osram Opto Semiconductors w [26] Lei Liu, G.Q Zhang, Daoguo Yang, Kailin Pan, Hong Zhong, Fengze oa nl Hou (2010), “Thermal Analysis and Comparison of Heat Dissipation d Methods on High-Power LEDs”, IEEE an lu [27] Xin-Jie Zhao, Yi-Xi Cai, Jing Wang , Xiao-Hua Li , Chun Zhang (2014), nf va “Thermal model design and analysis of the high-power LED automotive lm ul headlight cooling device”, Applied Thermal Engineering xxx -11 -0, z at nh oi Elsevier [28] Lan Kim, Jong Hwa Choi, Sun Ho Jang, Moo Whan Shin (2007), of LED array system with heat pipe”, co l gm ThermochimicaActa 455, pp 21 –25 @ analysis z “Thermal [29] Sangmesh, Gopalakrishna Keshava Narayana, Manjunath Shiraganhalli m an Lu Honnaiah, Krishna Venkatesh and Keertishekar Mysore Siddalingappa (2017), “Thermal performance of heat sink with fluid pockets for high n va ac th si power light emitting diode”, International Journal of Automotive and Mechanical Engineering ISSN: 2229-8649 (Print); ISSN: 2180-1606 (Online);Volume 14, Issue pp 4846-4862 [30] Henrik, Sorensen (2012), “Water Cooling of High Power Light Emitting Diode”, Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical in Electronic Systems, p 968 – 974 [31] Nam Nguyen, Van-Quyen Dinh, Tung Nguyen-Duc, Quoc-Tuan Ta, Xuan-Viet Dao, Thanh-Huy Pham, Trung-Kien Nguyen-Duc (2018), lu an “Effect of potting materials on LED bulb's driver temperature”, va n Microelectronics Reliability 86, p.77–81 Vasiliy Tuev (2016), “Dependence on Gas of the Thermal Regime and ie gh tn to [32] Danil Starosek, Artem Khomyakov, Kirill Afonin, Yuliya Ryapolova and p the Luminous Flux of LED Filament Lamp”, AIP Conference nl w Proceedings, 1772, 060008 oa [33] Nguyễn Đức Tùng (2018), “Nghiên cứu mơ tối ưu hóa vấn đề d tản nhiệt cho đèn đánh cá”, Luận văn thạc sĩ khoa học vật lý kĩ thuật, an lu nf va Viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam lm ul z at nh oi [34] İbrahim Dinỗer and Calin Zamfirescu (2016), Drying Phenomena: Theory and Applications, First Edition”, John Wiley & Sons, Ltd Published, Appendix B: Thermophysical Properties of Water z gm @ [35] Z Li, Y Tang, X Ding, and C Li, , D Yuan, Y Lu (2014), “Reconstruction and thermal performance analysis of die-bonding filling l m Engineering., 65, pp 236 co states for high-power light-emitting diode device” Applied Thermal an Lu n va ac th si