Hcmute nghiên cứu ảnh hưởng hình dáng của bộ trao đổi nhiệt đến hiệu quả giải nhiệt cho đèn 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 HÌNH DÁNG CỦA BỘ TRAO ÐỔI NHIỆT ÐẾN HIỆU QUẢ GIẢI NHIỆT CHO ÐÈN LED S K C 0 9 Mà SỐ: SV2012 - 11 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 8/2012 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG HÌNH DÁNG CỦA BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT ĐẾN HIỆU QUẢ GIẢI NHIỆT CHO ĐÈN LED GVHD: T.S Đặng Thành Trung SVTH : Nguyễn Văn Mạnh 08113027 : Trần Đình Vũ 08113070 TP HCM 5/8/2012 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 : NHIỆT ðIỆN LẠNH Niên khóa : 2008-2012 MSðT : SV2012 - 11 ðề tài : NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH DÁNG BỘ TRAO ðỔI NHIỆT ðẾN HIỆU QUẢ GIẢI NHIỆT CHO ðÈN LED Ngày giao ñề tài : 20/10/2011 Ngày hoàn thành : 05/08/2012 Giảng viên hướng dẫn : TS ðặng Thành Trung Sinh viên thực Nguyễn Văn Mạnh 08113027 Trần ðình Vũ 08113070 : Chủ nhiệm môn Giảng viên hướng dẫn T.S Lê Xuân Hòa T.S ðặng Thành Trung Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học NHẬN XÉT CỦA GVHD …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học MỤC LỤC Lời mở ñầu………………………………………………………………………… Chương Tổng quan………………………………………………… Chương Mục đích, phương pháp ñề tài, lý thuyết phương pháp mơ số Comsol multiphysic……………………………………………………… 2.1 Mục đích ñề tài………………………………………………… 2.2 Phương pháp nghiên cứu…………………………………………… 2.3 Mô số học COMSOL Multiphysics…………………… 2.3.1 Môi trường COMSOL multiphysics…………………… 2.3.2 Các Module COMSOL Multiphysics…………………… 10 Chương Hệ thống thí nghiệm………………………………………………… 19 3.1 Các thiết bị hệ thống thí nghiệm ………………………… 20 3.2 Hướng dẫn sử dụng ño áp suất nhiệt ñộ……………………… 22 3.2.1 Cài ñặt phần mềm……………………………………………… 23 3.2.2 Cách ñấu nối phận với nhau…………………………… 23 3.3 Các mẫu thí nghiệm…………………… ………………………… 25 3.3.1 Mẫu nhà sản xuất……………………………………………… 26 3.3.2 Mẫu 1………………………………………………………… 26 3.3.3 Mẫu 2………………………………………………………… 28 3.3.4 Mẫu 3………………………………………………………… 30 3.3.5 Kết luận………………………………………………………… 33 Chương Kết luận kiến nghị……………………………………………… 34 4.1 Kết luận………………………………………………………………… 34 4.2 Kiến nghị……………………………………………………………… 34 Tài liệu kham khảo……………………………………………………………… 35 Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học LỜI MỞ ðẦU Truyền nhiệt môn học nghiên cứu trình truyền nhiệt xảy tự nhiên kỹ thuật Ngày nay, với tiến khoa học công nghệ hàng loạt vấn ñề liên quan ñó có truyền nhiệt lưu chất Do đó, truyền nhiệt lưu chất nghiên cứu ứng dụng rộng rãi, có gắn bó mật thiết với nhiều ngành kỹ thuật khác ði đơi với phát triển việc nâng cao hiệu giải nhiệt nhiều sản phẩm, thiết bị kỹ thuật Trong có việc giải nhiệt cho đèn LED nhằm đem lại lợi ích kinh tế góp phần vào cơng phát triển đất nước Cũng từ vấn đề nhóm nghiên cứu ñã thực hiên ñề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng hình dáng trao đổi nhiệt đến hiệu giải nhiệt cho đèn LED” với đề tài nhóm nghiên cứu ñã ñược hỗ trợ ñắc lực phần mềm mơ số COMSOL Multiphysics Nhóm chúng em gởi lời cảm ơn đến Thầy Cơ mơn Nhiệt dạy dỗ chúng em ngày cịn ngồi ghế nhà trường ðặc biệt nhóm nghiên cứu xin cảm ơn Thầy ðặng Thành Trung tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt nghiên cứu ðây đề tài cịn mẽ mặt khác nguồn tài liệu có hạn nên khơng tránh sai sót Vì nhóm lắng nghe ý kiến đóng góp q báu Thầy Cơ Nhóm sinh viên thực Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học Chương 1: TỔNG QUAN 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, nghiên cứu ñược thực nhằm mục ñích ñem lại lợi ích cao Chẳng hạn LED ñược chế tạo từ thập niên 60 chúng ngày cịn thay cho đèn chiếu sáng thơng thường trước có nhiều ưu điểm vượt trội bên cạnh cịn nhược điểm là: Khi nhiệt độ bóng đèn lên cao bóng đèn tiêu hao nhiều điện năng, tuổi thọ bóng đèn giảm xuống Chính lý nhiều chuyên gia giới tiếp tục nghiên cứu ñể giải vấn ñề nhằm mang lại hiệu cao sử dụng ñèn LED.Sau ñây số nghiên cứu nhà nghiên cứu ñã thực hiện: Deng Liu [1] ñã dùng kim loại lỏng ( gallium ) nước ñể 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 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 ñược thực ñể 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 dịng chảy thay đổi 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 ñộng bề mặt nhôm Tăng số lượng pass vùng mặt cắt ngang kênh cải thiện công 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 độ đèn LED giảm cách ñáng kể ống nhiệt rung ñộng bề mặt nhơm sử dụng thiết bị giải nhiệt Bộ giải nhiệt với nhơm 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 mơ phân bố nhiệt diễn dãy LED trường hợp có dãy cánh ( đối lưu tự nhiên cưỡng bức) Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học 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 ta thấy giải nhiệt sử dụng phương pháp có cánh đối lưu cưỡng có hiệu cao Cũng có nghĩa nhiệt ñộ ñèn LED giảm xuống ñáng kể Hiện có nhiều phương nghiên cứu phổ biến là phương pháp mô thực nghiệm ðối với mơ hình tốn học tương đối đơn giản hệ thống thực 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 Chính lý nên nhóm chúng em định chọn phương pháp mơ số để đánh giá khả giải nhiệt trao đổi nhiệt có hình dáng khác Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học ñối với ñèn LED để đánh giá việc mơ có xác hay khơng nhóm nghiên cứu tiến hành làm thực nghiệm so sánh kết thu ñược làm thí nghiệm mơ Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học Chương 2: MỤC ðÍCH, PHƯƠNG PHÁP CỦA ðỀ TÀI VÀ LÝ THUYẾT VỀ MÔ PHỎNG SỐ BẰNG COMSOL MULTIPHYSICS 2.1 - - 2.2 - 2.3 Mục đích đề tài Tìm hiểu phần mềm COMSOL MULTIPHYSICS Dùng phần mềm COMSOL MULTIPHYSICS ñể giải mơ hình giải nhiệt cho LED hình thức mơ Mơ q trình nhiệt xảy mơ hình Phân tích đặc tính truyền nhiệt mơ hình mơ thực nghiệm So sánh kết thực nghiệm mô 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 Phương pháp nghiên cứu Dịch tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm COMSOL Học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, anh chị khóa trước Nghiên cứu sử dụng phần mềm COMSOL Mơ thực nghiệm mơ hình nhà sản xuất từ nghiên cứu, thiết kế mơ hình thực tế khác Mơ 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 mơ Nó mở rộng mơ hình thơng thường cách dễ dàng mơ hình đa vật lý để giải tượng làm cho tương thích Chúng ta tiếp cận COMSOL Multiphysics chương trình bình thường khác thơng qua giao diện đồ họa linh hoạt chương trình biên soạn ngôn ngữ biên soạn COMSOL ngôn 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 kiểm soát lỗi cách sử dụng cách giải số học khác [4,5] Sử dụng chế ñộ ứng dụng này, thực nhiều kiểu phân tích bao gồm: • Các phân tích phụ thuộc vào thời gian ổn định • Các phân tích tuyến tính phi tuyến Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học Nhiệm vụ: Cảm biến nhiệt ñộ từ bề mặt cánh tản nhiệt hay bề mặt ñáy ñèn LED Thứ tự chân mạch ño nhiệt ñộ, áp suất - 1: mass cảm biến áp suất - 2, 3: dương vào nguồn - 4,5: dương cảm biến áp suất (màu đỏ) - 6: tín hiệu cảm biến áp suất (7) cảm biến áp suất kênh - 8: tín hiệu cảm biến áp suất (vàng), (9) cảm biến áp suất kênh (trắng) Các kênh cảm biến nhiệt ñộ: - +10, -11: cảm biến nhiệt ñộ số 10 +12, -13: cảm biến nhiệt ñộ số +14, -15: cảm biến nhiệt ñộ số +16, -17: cảm biến nhiệt ñộ số +18, -19: cảm biến nhiệt ñộ số +20, -21: cảm biến nhiệt ñộ số +22, -23: cảm biến nhiệt ñộ số +4, -25: cảm biến nhiệt ñộ số +26, -27: cảm biến nhiệt ñố số +28, -29: cảm biến nhiệt ñộ số 30: mass 3.2 Hướng dẫn sử dụng ño áp suất nhiệt ñộ Hình 3.5 Bộ đo áp suất nhiệt độ Trang 22 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học 3.2.1 Cài ñặt phần mềm Ta cần cài ñặt phần mềm CardTMC vào máy tính Phần mềm hỗ trợ q trình thí nghiệm Với phần mềm ta điều chỉnh cơng suất mạch gia nhiệt, nhiệt độ mơi trường … hiển thị nhiệt ñộ áp suất ño ñược trình làm thí nghiệm 3.2.2 Cách đấu nối phận với Cấp nguồn với mạch gia nhiệt: Cực dương (+V) nguồn nối với ñầu dương mạch gia nhiệt, ñầu âm mạch gia nhiệt nối với dây trắng-xanh Transitor Dây trắng Transitor nối với chân mạch gia nhiệt, dây xám Transitor nối với chân mạch gia nhiệt Dây vàng-nâu nối với ñầu COM nguồn Nối nguồn với mạch ño nhiệt ñộ áp suất, nhiệt ñộ: - Nối chân mạch áp suất, nhiệt ñộ nối với ñầu dương (+V) nguồn - Nối chân 30 mạch áp suất, nhiệt ñộ nối với ñầu COM nguồn - Tiến hành nối cảm biến nhiệt ñộ, áp suất theo hướng dẫn ñầu chân (như ñã giới thiệu Hình 3.6 Sơ đồ kết nối phận với Nối nguồn với mạch gia nhiệt: Cực dương (+V) nguồn nối với ñầu dương mạch gia nhiệt, ñầu âm mạch gia nhiệt nối với dây trắng-xanh Transitor Dây trắng Transitor nối với chân mạch gia nhiệt, dây xám Transitor nối với Trang 23 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học chân mạch gia nhiệt Dây vàng-nâu nối với ñầu COM nguồn Ta cần kết nối dây từ cổng USB mạch gia nhiệt mạch ño áp suất, nhiệt ñộ vào máy tính ñể thực việc thí nghiệm Sau hình ảnh q trình thí nghiệm Hình 3.7 Hình ảnh thiết bị thí nghiệm Q trình thí nghiệm: Ta sử dụng ñầu cảm biến nhiệt ñộ ñể xác ñịnh nhiệt ñộ ñế ñèn LED cánh tản nhiệt ñầu cảm biến nhiệt ñộ ñược gắn vào ñế ñèn LED, ñầu ta gắn vào cánh tản nhiệt Bên cạnh ta sử dụng thiết bị đo nhiệt độ mơi trường bên ngồi để lấy số liệu mô sau Tiếp theo mở phần mềm CardTMC, cấp nguồn cho ñèn LED, quan sát biến ñổi nhiệt ñộ phần mềm CardTMC ñợi ñến nhiệt độ điểm ổn định (ít giao ñộng) ðọc lưu kết lại ñể so sánh với kết q trình mơ mà ñiều kiện mô phải trùng khớp với q trình thí nghiệm (Nhiệt độ bề mặt đáy, nhiệt độ mơi trường) Trang 24 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học Hình 3.8 Thầy ðặng Thành Trung hướng dẫn nhóm làm thí nghiệm phịng LAB ngành Nhiệt 3.3 Các mẫu thí nghiệm Từ mơ hình nhà sản xuất Nhóm chúng tơi tiến hành nghiên cứu thiết kế thành công mẫu giải nhiệt cho LED, chúng tơi tiến hành cải tiến hình dáng tản nhiệt so với mẫu nhà sản xuất tiến hành mô thực nghiệm mẫu thiết kế mẫu nhà sản xuất từ đưa kết Bước 1: Tiến hành vẽ xác hình dạng, kích thước tản nhiệt thiết kế Bước 2: Tiến hành mô phần mềm COMSOL Bước 3: Kiểm tra xác ñịnh nhiệt ñộ trình truyền nhiệt tản nhiệt ñưa kết Bước 4: Tiến hành thực nghiệm Bước 5: Tiến hành mô lại với điều kiện biên xác Bước 6: So sánh kết thí nghiệm thực nghiệm để ñưa kết xác cho thí nghiệm Trang 25 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa họọc 3.3.1 Mẫu nhà sản n xuất xu Hình 3.9 Mơ hình nhà sản xuất ðối vớii mơ hình nhà sản s xuất chúng tơi tiến hành thực nghiệệm để lấy kết so sánh với mẫu thiết kế c chúng tơi Với thiết kế cánh trịn, diện di tích tiếp nhiệt tảnn nhiệt nhi đèn LED khơng lớn Khi thí nghiệm m ta có nhiệt nhi ñộ bề mặt led 49.3 C 3.3.2 Mẫu Với thiết kế đế trịn phía xẻ x rãnh tạo thành dãy cánh vớ ới kích thước tương đối mỏng Hình 3.10 Mơ hình củủa Mẫu thiết kế số sau xuất hình chiếuu từ t Inventer Mơ hình thiếết kế hỗ trợ phần mềm m Inventor Sau import vào phần mềm COMSOL Multiphysics Trang 26 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học
Tiến hành mô phần mềm COMSOL Hình 3.11 Sự phân bố nhiệt độ khơng khí sau thí nghiệm phần mềm COMSOL Multiphysics Hình 3.12 Sự phân bố nhiệt độ lớp khơng khí bề mặt cánh
ðiều kiện mơ Nhiệt độ mơi trường (0C) Nhiệt ñộ ñáy tản nhiệt (0C) 29.5 49 Trang 27 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa họọc
Số liệu đạt đượcc mơ ph thực nghiệm chiềuu dài c cánh Thí nghiệm (0C) 47.1 46.1 47 46 Mô (0C) 45 46.5 46.5 45 Chiều dài (mm) 10 30 40 60
So sánh kết giữaa mô ph thực nghiệm biểu ñồ: Biểu ñồ so sánh nhiệt độ (C) 55 45 35 thí nghiệm 25 mơ 15 20 40 60 80 chiều dài (mm) Hình 3.13 Biểuu ñồ ñ so sánh nhiệt ñộ bề mặt cánh giữaa mô ph thực nghiệm 3.3.3 Mẫu Với thiết kế đế trịn phía xẻ x rảnh tạo thành mộtt dãy cánh với v kích thước tương đối mỏng theo hướng ng vng góc với v rãnh cánh tiến hành xẻ rãnh tâm tản nhiệt Hình 3.14 Mơ hình củủa Mẫu thiết kế số sau xuất hình chiếuu từ Inventer Trang 28 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa họọc Với mẫu thiết kế số tương t tự mẫu thiết kế số Chúng tiếnn hành xẻ x rảnh tâm Với thiết kế chúng tơi s kiểm tra mức độ trao đổi nhiệt phân bố b nhiệt ñộ mẫu ñưa s khác biệt mẫu với
Tiến hành mơ ng phần ph mềm COMSOL Hình 3.15 Sự phân bố nhiệtt độ đ khơng khí dạng mặt cắt sau đư mơ ph mềm COMSOL Multiphysics phần Hình 3.16 Sự phân bố b nhiệt độ lớp khơng khí bề mặtt cánh bên trái bên phải
ðiều kiện mô ng Nhiệt độ mơi trường (0C) 30.5 Nhiệt độ ñáy tản nhiệt (0C) 50.4 Trang 29 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa họọc
Số liệu ñạt ñượcc mô thực nghiệm ñối với chiềuu dài c cánh Thí nghiệm (0C) 46.4 49.3 48.9 48.5 Mô (0C) 46 48.5 49 47.5 Chiều dài (mm) 10 30 40 60
So sánh kết giữaa mô ph thực nghiệm biểu ñồ: 50 nhiệt ñộ ( C) 55 45 thí nghiệm mô 40 35 30 20 40 60 80 chiều dài (mm) Hình 3.17 Biểuu đồ đ so sánh nhiệt độ bề mặt cánh giữaa mơ ph thực nghiệm 3.3.4 Mẫu Với thiết kế tương tự ự mẫu chúng tơi tiếnn hành xẽ x rãnh, nhằm tạo khác biệt cấuu tạo t Với mẫu thiết kế chúng tơi mong muốn mu nhìn thấy khác biệt nhiệtt độ đ q trình truyền nhiệt xảy bộộ giải nhiệt Hình 3.18 Mơ hình c Mẫu thiết kế số sau xuất hình chiếếu từ Inventer Trang 30 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa họọc
Tiến hành mô ng phần ph mềm COMSOL Hình 3.19 Sự phân bố nhiệtt độ đ khơng khí dạng mặt cắtt sau đư mơ ph mềm COMSOL Multiphysics phần Qua phân bố nhiệệt ñộ lớp khơng khí biểu diễnn hình phía dạng mặt cắt, t, cho ta thấy th nhiệt ñộ lớn phân bố nhiệt nhi ñộ tập trung vùng cánh giữa, không giốống mẫu nhiệt ñộ phân bố b nhiệt ñộ theo hướng từ phải sang trái Hình 3.20 Sự phân bố nhiệệt độ lớp khơng khí bề mặtt cánh bên phải ph bên trái Trang 31 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học Hình 3.21 Sự phân bố nhiệt độ lớp khơng khí bề mặt cánh
ðiều kiện mô Nhiệt độ mơi trường (0C) Nhiệt độ đáy tản nhiệt (0C) 29.5 49.7
Số liệu ñạt ñược mơ thực nghiệm chiều dài cánh Thí nghiệm (0C) 46.1 47.5 48.4 46.7 Mô (0C) 45 49.4 49.6 45.5 Chiều dài (mm) 10 30 40 60
So sánh kết mơ thực nghiệm biểu đồ: nhiệt độ ( C) 60 50 40 thí nghiệm mơ 30 20 40 60 80 chiều dài (mm) Hình 3.22 Biểu ñồ so sánh nhiệt ñộ bề mặt cánh mô thực nghiệm Trang 32 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học 3.3.5 Kết luận Sau tiến hành mô thực nghiệm với ñiều kiện giống Với kết thu ñược mô thực nghiệm ñược nêu Chúng tơi kết luận kết mô thực nghiệm gần giống nhau, sai số cao khơng q 5% ðây thành công nghiên cứu Trang 33 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận ðược hướng dẫn tận tình thầy ðặng Thành Trung, với góp ý anh chị khóa trước nghiên cứu sinh nước nổ lực nhóm Chúng em hồn thành báo cáo ñạt ñược yêu cầu nhiệm vụ ñã ñề : Nghiên cứu ảnh hưởng hình dáng trao ñổi nhiệt ñến hiệu giải nhiệt cho đèn LED Bên cạnh T.S ðặng Thành Trung ñã 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 ñược đóng góp ý kiến q Thầy Cơ tất bạn ñể báo cáo ñược hoàn 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 Trang 34 Luan van 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 Xn Bách, Hình Trinh Thắng sách Mơ 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 Trang 35 Luan van S K L 0 Luan van