Nghiên cứu mô phỏng và tối ưu hóa vấn đề tản nhiệt cho đèn đánh cá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC TÙNG NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƢU HÓA VẤN ĐỀ TẢN NHIỆT CHO ĐÈN ĐÁNH CÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KỸ THUẬT Hà Nội - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC TÙNG NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƢU HÓA VẤN ĐỀ TẢN NHIỆT CHO ĐÈN ĐÁNH CÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS ĐÀO XUÂN VIỆT TS NGUYỄN ĐỨC TRUNG KIÊN Hà Nội - 2018 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Đức Tùng Đề tài luận văn: Nghiên cứu mơ tối ưu hóa vấn đề tản nhiệt cho đèn đánh cá Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật Mã số HV: CB160120 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 16 tháng 10 năm 2018 với nội dung sau: Đã chỉnh sửa lỗi tả, in ấn: chữ “phỏng” trang 29, chữ “độ” trang 45, chữ “thước” trang 56 Đã tăng kích thước phong chữ số hình: hình 3.16, hình 3.17, hình 3.29, hình 3.38 Đã thay đổi cách đánh số thự tự mục 1, 2, thành 1.1, 1.2, 1.3 chương mục 1, thành 2.1, 2.2 chương Đã điều chỉnh tên mục 1.5 cũ “Lý do: Vấn đề nhiệt đèn LED nước” thành mục 1.5 “Tổng quan nghiên cứu đèn LED nước” bổ sung hình ảnh số sáng chế nghiên cứu tản nhiệt đèn LED: hình 1.10 Ngày 16 tháng 10 năm 2018 Giáo viên hƣớng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii LỜI CẢM ƠN xii MỞ ĐẦU xiii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐÈN LED DƢỚI NƢỚC DÙNG CHO ĐÁNH BẮT CÁ 1.1 LED 1.2 Ưu nhược điểm LED 1.2.1 Ưu điểm 1.2.1.1 Hiệu suất phát sáng cao 1.2.1.2 Tuổi thọ cao 1.2.2 Nhược điểm (nhiệt ảnh hưởng nhiệt) 1.3 Ứng dụng LED 1.4 Đèn LED dùng cho đánh bắt cá 1.4.1 LED 1.4.2 Bảng mạch 1.4.3 Lớp keo dẫn nhiệt 1.4.4 Vỏ PMMA 1.4.5 Lõi nắp đèn 1.5 Tổng quan nghiên cứu đèn LED nước 1.6 Mục đích nghiên cứu 11 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 12 2.1 Phương pháp mô 12 2.1.1 Mơ hình hóa 13 2.1.2 Các tham số vật liệu tham số môi trường nước 15 2.1.2.1 Các tham số vật liệu đèn LED 15 i 2.1.2.2 Các tham số khơng khí 18 2.1.2.3 Các tham số nước 19 2.1.2.4 Các tham số nước mặn 20 2.1.3 Nguồn nhiệt 20 2.1.4 Chia lưới 21 2.1.5 Kiểm tra điều kiện hội tụ 22 2.1.6 Mô 23 2.2 Thực nghiệm 24 CHƢƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 25 3.1 Mơ hình hóa, mơ so sánh với thực nghiệm 25 3.1.1 Xác định mơ hình LED 25 3.1.2 Xác định tham số mơ hình nước 26 3.1.2.1 So sánh mơi trường nước có tham số phụ thuộc không phụ thuộc vào nhiệt độ .26 3.1.2.2 So sánh môi trường nước nước mặn 26 3.1.3 Kết mô kết thực nghiệm 27 3.1.3.1 Kết mô 27 3.1.3.2 So sánh kết mô kết thực nghiệm 29 3.2 Khảo sát cấu trúc vật liệu phận tản nhiệt đèn LED 30 3.2.1 Khảo sát cấu trúc 30 3.2.1.1 Khảo sát cấu trúc lõi đèn LED với lỗ thơng có đường kính khác 30 3.2.1.2 Khảo sát cấu trúc lõi đèn LED với lỗ thông có hình dạng khác 33 3.2.1.3 Khảo sát lỗ thơng có cấu trúc cánh tản nhiệt khác 34 3.2.1.4 Khảo sát cấu trúc nắp đèn LED 36 3.2.2 Khảo sát vật liệu 38 3.2.2.1 Lõi nắp không loại vật liệu 38 3.2.2.2 Lõi nắp loại vật liệu 41 3.3 Khảo sát chiều dài đèn LED 43 3.4 Khảo sát đèn LED có cơng suất khác 46 ii 3.5 Khảo sát ảnh hưởng môi trường 47 3.5.1 Khảo sát nhiệt độ phụ thuộc vào góc nghiêng đèn LED 47 3.5.2 Khảo sát nhiệt độ phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy 51 3.5.3 Khảo sát nhiệt độ phụ thuộc vào áp suất nước 54 KẾT LUẬN 56 DANH MỤC CƠNG TRÌNH 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu độc lập tơi Những tài liệu luận văn hoàn toàn trung thực Các kết nghiên cứu tơi thực giảng dạy giáo viên hướng dẫn Tác giả Nguyễn Đức Tùng iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT LED Light Emitting Diode Đi-ốt phát quang PCB Printed Circuit Boards Mạch in MCPCB Metal Core PCB Mạch in kim loại IMS Insulated Metal Substrate Đế kim loại cách điện DBC Direct Bonded Copper Mạch đường đồng TIM Thermal Interface Material Mỡ dẫn nhiệt IR Infrared Hồng ngoại UV Ultra Violet Tử ngoại IP Ingress Protection Chỉ số bảo vệ xâm nhập FR4 Flame Retardant Mạch in phíp PMMA Poly Methyl Methacrylate Thủy tinh hữu ADC Aluminum Die Casting Nhôm đúc Tj Junction Temperature Nhiệt độ lớp tiếp xúc Ts Solder Point Temperature Nhiệt độ điểm hàn Tmax Maximum Temperature Nhiệt độ lớn v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: So sánh tuổi thọ LED đèn truyền thống Bảng 1.2: So sánh nhiệt lượng tỏa LED với đèn truyền thống Bảng 2.1: Các tham số LED 17 Bảng 2.2: Các tham số mạch in nhôm MCPCB 17 Bảng 2.3: Tham số phận khác 18 Bảng 2.4: Các tham số mơi trường khơng khí 18 Bảng 2.5: Các tham số môi trường nước 19 Bảng 2.6: Các tham số môi trường nước mặn 20 Bảng 2.7: Các tham số nguồn nhiệt 21 vi DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 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 hưởng nhiệt độ đến quang Hình 1.4: Ứng dụng đèn LED sống Hình 1.5: Truyền ánh sáng từ khơng khí vào nước (a) truyền nước (b) .6 Hình 1.6: Cấu tạo LED 3535 Hình 1.7: Các loại mạch in khác Hình 1.8: Vai trị lớp keo dẫn nhiệt TIM Hình 1.9: Các loại đèn LED thị trường Hình 1.10: Đèn LED khơng có lỗ thơng (a) đèn LED có lỗ thơng (b) .10 Hình 2.1: Cấu tạo chung đèn LED nước 12 Hình 2.2: Mơ hình hóa LED .13 Hình 2.3: Mơ hình hóa mạch in nhơm MCPCB .13 Hình 2.4: Đơn giản hóa mơ hình hóa lõi nắp kim loại 14 Hình 2.5: Mơ hình hóa vỏ PMMA 14 Hình 2.6: Đơn giản hóa mơ hình hóa đèn LED nước 15 Hình 2.7: Mơ hình hóa khối nước .15 Hình 2.8: (a) Thiết bị đo công suất điện (b) công suất quang 21 Hình 2.9: Chia lưới multi cho: (a) LED, (b) PCB LED, (c) đèn LED (d) đèn LED khối nước .22 Hình 2.10: Kiểm tra điều kiện hội tụ: (a) vận tốc lượng phụ thuộc vào số bước, (b) nhiệt độ Ts LED1 LED2 phụ thuộc vào số bước mơ 23 Hình 2.11: Đo Ts LED cặp nhiệt điện 24 Hình 3.1: So sánh nhiệt độ phân bố nhiệt LED mức đơn giản hóa mức (a), đơn giản hóa mức (b), đơn giản hóa mức (c) 25 Hình 3.2: Phân bố nhiệt hệ tham số vật lý nước không phụ thuộc (a) phụ thuộc vào nhiệt độ (b) 26 Hình 3.3: Phân bố nhiệt hệ tham số vật lý nước (a) nước mặn (b) 27 vii Tóm lại, nhiệt độ Tmax đèn LED phụ thuộc vào chiều dài đường kính lỗ thơng đèn LED trình bày hình 3.30 Như thấy, với d = mm chiều dài tăng Tmax tăng đều, với < d < 10 mm chiều dài tăng nhiệt độ Tmax tăng nhiều vùng [L/4, L] tăng nhẹ vùng [L, 2L], với d > 10 mm chiều dài tăng nhiệt độ Tmax giảm nhiều vùng [L/4, L] giảm vùng [L, 2L] Những thay đổi giải thích sau: tăng chiều dài diện tích nguồn nhiệt tăng làm giảm nhiệt độ Tmax, nhiên, tăng chiều dài đèn LED qng đường nước lỗ thơng tăng làm tăng nhiệt độ Tmax Mức độ khác hai hiệu ứng nguyên nhân Tmax tăng nhiều hay tăng chiều dài tăng Hình 3.30: Tmax đèn LED phụ thuộc vào đƣờng kính lỗ thông chiều dài đèn LED 3.4 Khảo sát đèn LED có cơng suất khác Trong mục này, khảo sát nhiệt độ đèn LED phụ thuộc vào đường kính lỗ thơng cho loại đèn LED có cơng suất khác Hình 3.31 trình bày nhiệt độ Tmax phụ thuộc vào đường kính lỗ thơng đèn LED 300 W 600 W Khi đường kính lỗ thơng d tăng từ mm đến 10 mm Tmax đèn LED 600 W giảm nhanh Tmax đèn LED 300 W Tuy nhiên, đường kính lỗ thơng lớn 10 mm Tmax đèn LED 600 W giảm Tmax đèn LED 300 W Điều chứng tỏ, đèn LED công suất khác có đường kính lỗ thơng tối ưu gần 46 Hình 3.31: Nhiệt độ Tmax đèn LED phụ thuộc vào đƣờng kính lỗ thơng cho loại đèn LED có cơng suất khác nhau: 300 W (đƣờng màu xanh), 600 W (đƣờng màu đỏ) 3.5 Khảo sát ảnh hƣởng môi trƣờng 3.5.1 Khảo sát nhiệt độ phụ thuộc vào góc nghiêng đèn LED Khi thả đèn xuống nước, thuyền chuyển động dòng chảy nước, nên trục đèn LED khơng thẳng đứng mà nghiêng góc so với phương thẳng đứng Trong phần này, khảo sát mức độ ảnh hưởng góc nghiêng trục đèn LED (so với phương thẳng đứng) đến nhiệt độ đèn LED Hình 3.32 trình bày kết mơ phân bố nhiệt đèn LED khơng có lỗ thơng (d = mm) góc nghiêng khác nhau: 0º (hình a), 30º (hình b), 60º (hình c), 90º (hình d) Kết mơ phân bố nhiệt cục đèn có chút thay đổi phân bố nhiệt toàn đèn gần khơng thay đổi b) a) 47 c) d) Hình 3.32: Phân bố nhiệt đèn LED với lỗ thông d = mm có góc nghiêng trục đèn LED so với phƣơng ngang khác nhau: Góc nghiêng 0 (a), góc nghiêng 60 (b), góc nghiêng 80 (c), góc nghiêng 90 (d) Hình 3.33 trình bày kết mơ phân bố vận tốc đèn LED khơng có lỗ thơng (d = mm) góc nghiêng khác nhau: 0º (hình a), 30º (hình b), 80º (hình c), 90º (hình d) Kết mơ góc nghiêng tăng lên vận tốc cực đại khơng khí (trong đèn LED) giảm Điều hợp lý góc gia tốc trọng trường trục đèn LED thay đổi, dẫn đến chuyển động đối lưu khí thay đổi, dẫn đến quãng đường truyền nhiệt từ LED mặt vỏ PMMA thay đổi Tuy nhiên, đường truyền nhiệt từ LED ngồi mơi trường gồm đường: i) từ LED truyền vào lõi nhôm, nắp nhôm môi trường; ii) từ LED truyền vào khơng khí, vỏ PMMA môi trường Ở đây, dẫn nhiệt chủ yếu theo đường thứ nhất, nên vận tốc khí khơng khí thay đổi ảnh hưởng đến tản nhiệt đèn LED nước a) b) c) d) 48 Hình 3.33: Phân bố vận tốc khơng khí đèn nƣớc quanh đèn với lỗ thơng d = mm có góc nghiêng trục đèn LED so với phƣơng ngang khác nhau: Góc nghiêng 0 (a), góc nghiêng 60 (b), góc nghiêng 80 (c), góc nghiêng 90 (d) Hình 3.34 trình bày kết mơ phân bố nhiệt đèn LED có lỗ thơng (d = 15 mm) góc nghiêng khác nhau: 0º (hình a), 30º (hình b), 80º (hình c), 90º (hình d) Kết mô nhiệt độ phân bố nhiệt đèn LED góc nghiêng 30º 80º gần giống nhiệt độ phân bố nhiệt đèn LED góc 0º Tuy nhiên, nhiệt độ phân bố nhiệt LED góc nghiêng 90º khác nhiệt độ phân bố nhiệt đèn LED góc 0º a) b) c) d) Hình 3.34: Phân bố nhiệt đèn LED với lỗ thông d = 15 mm có góc nghiêng trục đèn LED so với phƣơng ngang khác nhau: Góc nghiêng 0 (a), góc nghiêng 60 (b), góc nghiêng 80 (c), góc nghiêng 90 (d) Hình 3.35 trình bày kết mơ phân bố vận tốc đèn LED có lỗ thơng (d = 15 mm) góc nghiêng khác nhau: 0º (hình a), 30º (hình b), 80º (hình c), 90º (hình d) Kết mơ góc nghiêng tăng lên vận tốc cực đại khơng khí (trong đèn LED) giảm Điều giống đèn LED khơng có lỗ thơng Ngồi ra, góc nghiêng tăng vận tốc dịng chảy nước bên lỗ thông giảm, dẫn đến nhiệt độ cực đại đèn LED tăng 49 a) b) c) d) Hình 3.35: Phân bố vận tốc khơng khí đèn nƣớc quanh đèn với lỗ thông d = 15 mm có góc nghiêng trục đèn LED so với phƣơng ngang khác nhau: Góc nghiêng 0 (a), góc nghiêng 60 (b), góc nghiêng 80 (c), góc nghiêng 90 (d) Tóm lại, nhiệt độ Tmax đèn LED phụ thuộc vào góc nghiêng khác đèn LED khơng có lỗ thơng (đường màu xanh) đèn LED có lỗ thơng (đường màu hồng) trình bày hình 3.36 Với đèn LED khơng có lỗ thơng nhiệt độ Tmax khơng phụ thuộc vào góc nghiêng Với đèn LED có lỗ thơng (d = 15 mm) góc nghiêng nhỏ 80 nhiệt độ Tmax phụ thuộc vào góc nghiêng, nhiên, góc nghiêng lớn 80 nhiệt độ Tmax phụ thuộc mạnh vào góc nghiêng Do đó, sử dụng đèn LED có lỗ thơng lưu ý khơng nên để đèn LED nằm ngang 50 Hình 3.36: Nhiệt độ Tmax phụ thuộc vào góc nghiêng đèn LED cho đèn khơng có lỗ thơng (đƣờng màu xanh) đèn có lỗ thơng (đƣờng màu hồng) 3.5.2 Khảo sát nhiệt độ phụ thuộc vào vận tốc dịng chảy Dưới nước thường có dòng chảy với vận tốc cực đại v = 0.07 m/s [26], mục này, khảo sát ảnh hưởng dòng chảy đến nhiệt độ đèn LED Hình 3.37 trình bày phân bố nhiệt đèn LED khơng có lỗ thơng (d = mm) với vận tốc dòng chảy khác nhau: i) v = m/s, ii) v = 0.005 m/s, iii) v = 0.01 m/s, iv) v = 0.05 m/s Kết mô nhiệt độ Tmax với vận tốc tương ứng Tmax = 117.8ºC, 117.6ºC, 117.2ºC, 114.6C Kết khẳng định đèn LED khơng có lỗ thơng vận tốc dịng chảy tăng nhiệt độ Tmax giảm nhẹ a) b) c) d) Hình 3.37: Phân bố nhiệt độ đèn LED với vận tốc dòng chảy khác nhau: (a) v = m/s, (b) v = 0.005 m/s, (c) v = 0.01 m/s, (d) v = 0.05 m/s Hình 3.38 trình bày phân bố vận tốc đèn LED khơng có lỗ thơng (d = mm) với vận tốc dòng chảy khác nhau: i) v = m/s, ii) v = 0.005 m/s, iii) v = 51 0.01 m/s, iv) v = 0.05 m/s Kết mô vận tốc dịng chảy tăng đối lưu quanh đèn LED thay đổi, nên nhiệt độ cực đại đèn LED giảm nhẹ a) b) c) d) Hình 3.38: Phân bố vận tốc đèn LED môi trƣờng xung quanh với vận tốc dòng chảy khác nhau: (a) v = m/s, (b) v = 0.005 m/s, (c) v = 0.01 m/s, (d) v = 0.05 m/s Hình 3.39 trình bày phân bố nhiệt đèn LED có lỗ thông (d = 20 mm) với vận tốc dòng chảy khác nhau: i) v = m/s, ii) v = 0.005 m/s, iii) v = 0.01 m/s, iv) v = 0.05 m/s Kết mô nhiệt độ Tmax với vận tốc tương ứng Tmax = 73 ºC, 73.1 ºC, 73.2 ºC, 73.9 C Kết khẳng định đèn LED có lỗ thơng vận tốc dịng chảy tăng nhiệt độ Tmax khơng khơng giảm mà cịn tăng nhẹ 52 a) b) c) d) Hình 3.39: Phân bố nhiệt độ đèn LED với vận tốc dòng chảy khác nhau: (a) v = m/s, (b) v = 0.005 m/s, (c) v = 0.01 m/s, (d) v = 0.05 m/s Hình 3.40 trình bày phân bố vận tốc đèn LED có lỗ thơng (d = 20 mm) với vận tốc dòng chảy khác nhau: i) v = m/s, ii) v = 0.005 m/s, iii) v = 0.01 m/s, iv) v = 0.05 m/s Kết mơ vận tốc dịng chảy tăng đối lưu quanh đèn LED thay đổi Tuy nhiên, vận tốc dịng nước lỗ thơng bị ảnh hưởng chút miệng lỗ thơng (đây đường tản nhiệt đèn LED), nên nhiệt độ cực đại đèn LED tăng nhẹ a) b) 53 c) d) Hình 3.40: Phân bố vận tốc đèn LED môi trƣờng xung quanh với vận tốc dòng chảy khác nhau: (a) v = m/s, (b) v = 0.005 m/s, (c) v = 0.01 m/s, (d) v = 0.05 m/s Tóm lại, nhiệt độ cực đại đèn LED có khơng có lỗ thơng phụ thuộc vào vận tốc dịng chảy trình bày hình 3.41 Như thấy, vận tốc dịng chảy tăng Tmax đèn LED khơng có lỗ thơng giảm khoảng ºC, đó, Tmax đèn LED có lỗ thơng lại tăng khoảng ºC a) b) Hình 3.41: Nhiệt độ Tmax đèn LED phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy: (a) d = mm, (b) d = 20 mm 3.5.3 Khảo sát nhiệt độ phụ thuộc vào áp suất nƣớc Đèn LED thường hoạt động mức nước biển khoảng 30 m, mục này, khảo sát ảnh hưởng áp suất thủy tĩnh đến nhiệt độ đèn LED Hình 3.42 trình bày phân bố nhiệt hình 3.43 trình bày phân bố áp suất đèn LED có lỗ thông (d = 20 mm) với áp suất khác nhau: i) P = 101325 N/m2, ii) P = 352620 N/m2, iii) P = 603916 N/m2 , tương ứng với độ sâu: i) h = m, ii) h = 25 m, iii) h = 50 m Kết mô nhiệt độ Tmax với áp 54 suất tương ứng Tmax = 73.1ºC, 73ºC, 73ºC Kết khẳng định đèn LED áp suất thủy tĩnh khác nhiệt độ Tmax gần khơng thay đổi a) c) Hình 3.42: Phân bố nhiệt độ đèn LED áp suất thủy tĩnh khác nhau: (a) P = 101325 N/m2 (h = m), (b) P = 352620 N/m2 (h = 25 m), (c) P = 603916 N/m2 (h = 50 m) a) b) c) Hình 3.43: Phân bố áp suất xung quanh đèn LED áp suất thủy tĩnh khác nhau: (a) P = 101325 N/m2 (h = m), (b) P = 352620 N/m2 (h=25 m), (c) P = 603916 N/m2 (h = 50 m) Tóm lại, áp suất thủy tĩnh không ảnh hưởng đến hiệu tản nhiệt đèn LED 55 KẾT LUẬN Trong đề tài này, nghiên cứu mô tượng truyền nhiệt tối ưu hóa cấu trúc vật liệu cho đèn LED nước công suất cao phương pháp phần tử hữu hạn Kết mô kiểm chứng cách so sánh với kết thực nghiệm Kết mô thu phù hợp tốt với kết thực nghiệm Tiếp theo, chúng tơi khảo sát cấu trúc hình học, vật liệu làm lõi nắp, chiều dài đèn LED, công suất đèn LED ảnh hưởng môi trường xung quanh Kết khảo sát cấu trúc đèn LED với lõi nắp có lỗ thơng hình trịn xun qua đèn giúp đèn tản nhiệt tốt đèn LED khơng có lỗ thơng Kết mô hiệu tản nhiệt phụ thuộc vào đường kính lỗ thơng (d): i) < d < mm hiệu tản nhiệt đèn LED khơng có lỗ thơng; ii) < d < 15 mm hiệu tản nhiệt tăng đường kính lỗ thơng tăng; iii) d > 15 mm hiệu tản nhiệt tối ưu Ngồi ra, kết khảo sát cấu trúc lỗ thông có cánh lỗ thơng khơng có cánh cho hiệu tản nhiệt Hiệu tản nhiệt kết cấu lỗ thơng hình trịn lỗ thơng hình vng Đèn LED có lỗ thơng hiệu tản nhiệt phụ thuộc vào vật liệu kích thước nắp kim loại Kết khảo sát vật liệu rằng: i) < d < 15 mm hiệu tản nhiệt phụ thuộc mạnh vào vật liệu làm lõi nắp; ii) d > 15 mm hiệu tản nhiệt phụ thuộc vào vật liệu làm lõi nắp Kết khảo sát chiều dài đèn LED ra: < d < 10 mm chiều dài tăng hiệu tản nhiệt giảm; ii) d > 10 mm chiều dài tăng hiệu tản nhiệt tăng nhẹ Kết khảo sát công suất đèn LED ra: < d < 10 mm hiệu tản nhiệt phụ thuộc vào cơng suất; ii) d > 10 mm hiệu tản nhiệt không phụ thuộc vào công suất Kết khảo sát ảnh hưởng môi trường xung quanh góc nghiêng đèn LED ra: i) d = mm hiệu tản nhiệt khơng phụ thuộc vào góc nghiêng; ii) d > 15 mm hiệu tản nhiệt khơng phụ thuộc vào góc nghiêng 56 góc nghiêng < 80º phụ thuộc mạnh vào góc nghiêng góc nghiêng > 80º Kết khảo sát ảnh hưởng vận tốc dòng chảy nước ra: i) d = mm hiệu tản nhiệt giảm nhẹ vận tốc dòng chảy tăng; ii) d > 15 mm hiệu tản nhiệt tăng nhẹ vận tốc dòng chảy tăng Kết khảo sát ảnh hưởng áp suất thủy tĩnh nước hiệu tản nhiệt không phụ thuộc vào áp suất thủy tĩnh nước độ sâu khác 57 DANH MỤC CƠNG TRÌNH Cơng trình liên quan đến luận văn: - N.Đ.T.Kiên, P.T.Huy, N.Đ.Tùng, N.N.Anh, Đ.Đ.Anh, Đ.Q.Trung, N.L.Ngọc, N.H.Thu, K.T.Anh, Đ.X.Việt, Kết cấu tản nhiệt cho đèn LED nước công suất cao, giải pháp hữu ích (đã nộp cục SHTT) Cơng trình khác: - N.Đ.Tùng, N.Đ.Hùng, K.T.Anh, N.H.Thu, N.N.Anh, N.D.Hùng, N.Đ.T.Kiên, P.T.Huy, Đ.X.Việt, Nghiên cứu mơ tượng truyền nhiệt bóng đèn LED dây tóc, Kỷ yếu Hội nghị Vật liệu Công nghệ Nano Tiên tiến WANN2017, Hà Nội, 14-15/8/2017 trang 236-241 (ISBN: 978-604-95-0298-9) - Nam Nguyen, Van-Quyen Dinh, Tung Nguyen-Duc, Quoc-Tuan Ta, Xuan-Viet Dao, Thanh-Huy Pham, Trung-Kien Nguyen Duc, Effect of potting materials on LED bulb's driver temperature, Microelectronic Reliability 86, pp 77–81 (2018) - Đ.X.Việt, P.T.Huy, N.Đ.Tùng, N.N.Anh, Đ.Đ.Anh, N.H.Thu, K.T.Anh, N.Đ.T.Kiên, Quy trình kiểm tra bóng đèn filament LED có hay khơng có khí nhẹ, giải pháp hữu ích (đã nộp lên Cục SHTT) 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Wikipedia, "Light-emitting diode ." 2009 [2] Michael R Krames, Member, IEEE, Oleg B Shchekin, Regina Mueller-Mach, Gerd O Mueller, Ling Zhou, Gerard Harbers, and M George Craford, Status and Future of High-Power Light-Emitting Diodes for Solid-State Lighting, Journal of Display Technology, Vol 3, No 2, June 2007 [3] M S Ha, "Thermal analysis of high power LED arrays," 2009 Min Seok Ha, Samuel Graham, Development of a thermal resistance model for chip-on-board packaging of high power LED arrays, Microelectronics Reliability, 52, 836–844, 2012 [4] A Rammohan, and C Kumar Ramesh, A Review on Effect of Thermal Factors on Performance of High Power Light Emitting Diode (HPLED), Journal of Engineering Science and Technology Review (4) (2016) 165 – 176; Shailesh K R, Ciji Pearl Kurian and Savitha G Kini, Review of methods for reliability assessment of LED luminaires using optical and thermal measurements, IEEE (2013) [5] Cơng ty cổ phần bóng đèn phích nước Rạng Đơng, 87-89, Hạ Đình, Thanh Xuân, Hà Nội [6] E Nocerino, F Menna, F Fassi, and F Remondino, Underwater calibration of dome port pressure housings, Int Arch Photogramm Remote Sens Spatial Inf Sci., XL-3/W4, 127-134, 2016 [7] Z Li, Y Tang, X Ding, and C Li, , D Yuan, Y Lu, Reconstruction and thermal performance analysis of die-bonding filling states for high-power lightemitting diode device Applied Thermal Engineering., 65, 236 (2014) [8] External Thermal Resistance - Interface Materials and Heat Sinks: LED Fundamentals, Osram Opto Semiconductors [9] S.C Shen, H.J Huang, C.C Chao, M.C Huang, Design and analysis of a highintensity LED lighting module for underwater illumination, Applied Ocean Research 39, 89 (2012) 59 [10] Hyeungsik Choi, Yunhae Kim, Jihoon Ha and Hyunjoong Son, Study on structure analysis and control of the underwater LED lamp capable of changing brightness, Applied Mechanics and Materials Vols 477-478, pp 351-358 (2014) [11] CN 201310858 Y, Underwater fish attraction lamp with light-emitting diode, (2009) [12] US 6616291 B1, Underwater lighting assembly, (2003) [13] US9039232 B2, Underwater LED lights, (2015) [14] CN205619088U, LED underwater fishing lamp, (2016) [15] CN203927608U, Deep sea high-power LED fish gathering lamp, (2014) [16] CN205090347U, Underwater fishing lamp, (2016) [17] CN203375331U, LED underwater fishing lamp, (2014) [18] CN205859752U, LED (light -emitting diode) underwater fish gathering lamp, (2017) [19] CN204213871U, Led underwater fish lamp, (2015) [20] WO2013102143A1, Underwater led lights, (2013) [21] US9039232B2, Underwater LED lights, (2015) [22] ANSYS Icepak library (ver 15) [23] Danil Starosek, Artem Khomyakov, Kirill Afonin, Yuliya Ryapolova and Vasiliy Tuev, Dependence on Gas of the Thermal Regime and the Luminous Flux of LED Filament Lamp, AIP Conference Proceedings, 1772, 060008 (2016) [24] brahim Dinỗer and Calin Zamfirescu, Drying Phenomena: Theory and Applications, First Edition, 2016 John Wiley & Sons, Ltd Published, Appendix B: Thermophysical Properties of Water [25] Kishor G Nayar, Mostafa H Sharqawy and John H Lienhard V, Seawater thermophysical properties library, http://web.mit.edu/seawater/ [26] P V Huấn, Tính tốn hải dương học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 2003 60 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC TÙNG NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƢU HÓA VẤN ĐỀ TẢN NHIỆT CHO ĐÈN ĐÁNH CÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ... nhiệt nào) để tản nhiệt tốt quan tâm nghiên cứu thử nghiệm Trong nghiên cứu này, tiến hành nghiên cứu mơ tối ưu hóa cấu trúc cho đèn LED nước phương pháp phần từ hữu hạn Đầu tiên, tiến hành mô. .. loại đèn truyền thống có nhiều vấn đề đặt đèn LED Một vấn đề thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu vấn đề tản nhiệt cho đèn LED Giống linh kiện điện tử bán dẫn khác, trình hoạt động chip LED sinh nhiệt