决定散热效果的几个方面
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氦气的散热效果氦气具有良好的传热性能,可以快速散热,保持焊接区域的合适温度范围,有利于焊接过程的控制与操作。
氦气的散热效果在焊接过程中发挥着重要作用。
由于其良好的传热性能,氦气能迅速将焊接区域产生的热量传递出去,有效降低焊接过程中的温度升高,保持焊接区域的合适温度范围。
这对焊接过程的控制与操作带来了极大的便利,有助于提高焊接质量。
在实际应用中,氦气焊接过程的散热效果主要表现在以下几个方面:1.提高焊接速度:由于氦气能迅速将焊接区域的热量散发出去,使得焊接过程中的温度升高得到有效控制,从而提高了焊接速度。
这对提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
2.保证焊接质量:焊接过程中,温度过高或过低都会影响焊接质量。
氦气的良好散热性能使得焊接温度保持在合适的范围内,有利于焊缝成形,提高焊接质量。
3.降低热应力:高温会导致材料产生热应力,焊接过程中热应力的积累可能导致焊缝开裂、变形等问题。
氦气的散热效果能有效降低热应力,提高焊接结构的稳定性。
4.减少焊接缺陷:高温环境容易导致焊接缺陷的产生,如焊缝不均匀、夹渣、裂纹等。
氦气的良好散热性能有助于降低焊接缺陷的产生,提高焊接结构的安全性。
5.提高焊接设备寿命:焊接设备在高温环境下工作,容易导致设备损耗加剧、寿命缩短。
氦气的散热效果有助于降低焊接设备的工作温度,延长设备寿命。
总之,氦气在焊接过程中的散热效果对于提高焊接质量、保证焊接结构的安全性和稳定性具有重要意义。
在实际应用中,应充分认识到氦气散热效果的优势,合理选择焊接参数,确保焊接过程的顺利进行。
同时,还需加强对氦气焊接技术的研究,充分发挥其在焊接领域的潜力,为我国焊接技术的发展贡献力量。
水冷散热选型参数全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:水冷散热是一种比传统风冷散热更为高效的散热方式,尤其适用于搭载高性能处理器的电脑。
在选择水冷散热器时,不光要考虑到性能,还要考虑到散热器的尺寸、材质、噪音等参数。
下面我们来谈一谈水冷散热的选型参数。
散热效能是选择水冷散热器的首要参数。
散热效能主要取决于散热器的散热面积和散热管数量。
一般来说,散热面积越大,散热器的散热效能就越好,因此在选择水冷散热器时,可以根据处理器的散热需求来选择合适的散热面积。
散热管的数量也会影响到散热效能,通常来说,散热管数量越多,散热器的散热效能就越高。
尺寸是选择水冷散热器时需要考虑的另一个重要参数。
散热器的尺寸需要考虑到主板和机箱的空间限制,以确保水冷散热器的安装不会受到限制。
散热器的尺寸还会影响到散热器的散热面积,一般来说,尺寸越大的水冷散热器通常散热效能更好。
接着,材质也是选择水冷散热器时需要考虑的重要参数之一。
散热器的材质一般有铝、铜、镍等材质,其中铜散热效果最好,但成本也最高,而铝则是常见的散热器材质,价格较为适中。
选择散热器材质时,需要根据自己的需求和预算来综合考虑。
噪音也是选择水冷散热器时需要考虑的因素之一。
一般来说,水冷散热器相对于风冷散热器来说,噪音更为低,特别是在高负载情况下,水冷散热器几乎没有噪音。
但有些水冷散热器在水泵运转时会产生噪音,因此在选择水冷散热器时,需要留意散热器的噪音参数。
选择水冷散热器时需要考虑到散热效能、尺寸、材质和噪音等多个因素,综合考虑后选择适合自己的水冷散热器才能达到最佳的散热效果。
希望以上信息能够对选择水冷散热器有所帮助。
第二篇示例:水冷散热是一种有效的散热方式,尤其适用于高性能电脑和服务器等设备。
选择合适的水冷散热器是确保设备稳定运行的关键。
本文将介绍水冷散热器的选型参数,帮助您在购买水冷散热器时做出明智的决定。
1. 散热器尺寸:散热器的尺寸决定了它能够散发的热量。
通常来说,尺寸越大的散热器能够散发更多的热量,因此更适合高性能设备。
比热容和散热能力的关系
比热容和散热能力之间存在着密切的关系,它们在热力学和热
传导过程中起着重要作用。
首先,让我们来讨论一下比热容。
比热容是指物质单位质量在
温度变化时吸收或释放的热量。
不同物质的比热容不同,比如水的
比热容是较高的,而金属的比热容则相对较低。
当物质吸收热量时,它的温度会上升,而释放热量时则会降低温度。
比热容的大小直接
影响了物质在吸热或放热过程中温度的变化程度。
接下来,我们来谈一下散热能力。
散热能力是指物体在温度高
于或低于周围环境温度时,通过传导、对流和辐射等方式将热量传
递给周围环境的能力。
散热能力强的物体能够更快地将热量传递给
周围环境,使自身温度迅速接近环境温度。
散热能力的大小取决于
物体的表面积、材料的热导率以及与周围环境的热交换方式等因素。
比热容和散热能力之间的关系可以通过热传导过程来理解。
当
物体吸收热量时,其温度上升,而当温度高于周围环境时,物体会
向周围环境散发热量。
物体的比热容越大,需要吸收或释放的热量
就越多才能使温度发生明显的变化,而散热能力强的物体则能够更
快地将热量传递给周围环境,使温度迅速接近环境温度。
因此,比热容和散热能力可以说是相辅相成的,它们共同影响着物体在热交换过程中的温度变化和热量传递速度。
总之,比热容和散热能力之间存在着密切的关系。
物体的比热容决定了其吸热或放热过程中温度的变化程度,而散热能力则影响着物体与周围环境的热交换速度。
这两者共同作用着物体的热传导过程,对物体的热力学行为产生重要影响。
冷却塔转速和冷量之间的关系主要体现在以下几个方面:
1. 散热能力:冷却塔的转速决定了散热能力。
一般来说,冷却塔的风扇在高速旋转时,能产生更大的风量和风压,从而将水冷空气混合得更充分,增强散热效果。
因此,当冷却塔转速提高时,冷却水的散热能力也会相应增强,从而影响冷量。
2. 冷却效果:转速影响散热效果,进而影响冷量。
当冷却塔的风扇以更高的速度旋转时,风量加大,风速提高,水与外界的热量交换效率也会提升。
这意味着冷却水的散热时间缩短,冷却效果增强,从而影响冷量。
3. 温度控制:转速控制冷却水的散热能力,进而影响制冷设备的温度控制。
在制冷设备运行过程中,冷却水的温度控制至关重要。
通过调节冷却塔转速,可以控制散热能力,进而调整制冷设备的温度,达到更好的制冷效果。
然而,值得注意的是,冷却塔转速并非越高越好。
如果冷却塔转速过高,会导致空气流量过大,可能会对设备造成一定的损害。
同时,过多的空气流动也可能带走水中的矿物质,加速水分的蒸发速度,进而影响冷却塔的使用寿命。
因此,合理的冷却塔转速应根据设备性能、环境因素、冷却水的温度等因素进行调整。
总结起来,冷却塔转速与冷量之间存在密切关系。
较高的冷却塔转速可以提高散热能力、增强冷却效果、更好地控制制冷设备的温度。
然而,转速并非越高越好,合理的冷却塔转速应根据实际情况进行调整。
在实际应用中,应综合考虑各种因素,如设备性能、环境因素、冷却水的温度等,以选择合适的冷却塔转速,从而达到最佳的冷却效果。
机体散热的主要机制人体的散热机制是保持体温平衡的重要方式之一。
当人体运动或处于高温环境中时,身体会产生大量的热量,如果不能及时散发出去,会导致体温升高,从而影响身体的正常功能。
因此,机体散热的主要机制是通过多种途径将体内产生的热量传递给外界,以维持体温的稳定。
机体通过皮肤表面的辐射散热来降低体温。
当人体温度高于周围环境温度时,热量会通过皮肤的辐射传递给周围的物体或空气。
这种散热方式类似于太阳辐射热量到地球上的原理。
辐射散热是一种非常有效的散热方式,可以迅速将大量热量传递给周围环境,使人体温度下降。
机体还通过皮肤表面的对流散热来降低体温。
对流散热是指通过皮肤表面与周围环境接触的空气流动来传递热量。
当人体温度升高时,周围的空气会受热膨胀,形成热气流,与皮肤表面接触后带走热量。
此外,当人体处于风中时,风会加速空气流动,增加对流散热效果。
机体还通过皮肤表面的蒸发散热来降低体温。
蒸发散热是指当汗液蒸发时,会吸收体表热量,从而使人体温度下降。
当人体运动或处于高温环境中时,身体会分泌大量汗液,通过蒸发来降低体温。
蒸发散热在高温环境下尤为重要,能够快速有效地散发热量。
机体还通过呼吸散热来降低体温。
当人呼吸时,身体会将热量传递给呼出的空气,通过呼吸道排出体外。
这种散热方式虽然相对较少,但在高温环境或剧烈运动时,呼吸散热也会起到一定的降温效果。
机体散热的主要机制包括辐射散热、对流散热、蒸发散热和呼吸散热。
这些散热方式相互作用,共同维持人体体温的稳定。
当身体受到热量刺激时,机体会通过这些机制来散发热量,保持体温在适宜的范围内,从而保证身体的正常功能和健康。
让我们一起珍惜和保护好这个让我们能够自由呼吸的机体吧!。
了解电脑散热的重要性电脑散热的重要性电脑在现代生活中扮演着重要的角色,我们使用电脑进行工作、学习、娱乐等各种活动。
然而,我们往往忽视了电脑散热的重要性。
一个良好的散热系统可以确保电脑长时间高效运行,避免因过热造成的损坏和性能下降。
本文将探讨电脑散热的重要性以及一些相应的散热方法。
一、电脑散热的重要性电脑内部的芯片和组件在工作过程中会产生大量的热量。
如果不能及时有效地散热,这些热量就会导致电脑温度升高,进而影响电脑的性能和寿命。
下面是电脑散热的重要性的几个方面:1. 保护硬件设备:高温会对电脑内部的硬件设备造成损害。
例如,中央处理器(CPU)是电脑的核心部件,如果温度过高,就会导致性能下降甚至烧毁。
良好的散热系统可以降低温度,保护硬件设备免受损坏。
2. 提高性能:当电脑温度升高时,由于硬件设备的频率降低以减少热量产生,电脑的性能也会下降。
散热效果好的电脑可以保持低温,使硬件设备能够正常工作,进而提高电脑的性能和响应速度。
3. 增加寿命:过热是电脑寿命缩短的主要原因之一。
长期高温会导致硬件设备老化加剧,缩短使用寿命。
通过良好的散热系统,可以有效控制电脑温度,延长电脑的使用寿命。
二、散热方法为了解决电脑散热问题,需要采取一些有效的散热方法。
下面是几种常见的散热方法:1. 风冷散热:风扇是电脑内部散热的主要组件之一。
通过风扇的强制对流,可以将热气排出电脑,并将冷空气引入。
在电脑外壳上设置风道和散热孔,可以提供更好的散热效果。
2. 液冷散热:液冷散热系统使用液体冷却器件来降低电脑温度。
液冷系统通过导热管和散热器,将热量从芯片传导到液体中,并通过风扇将热量散发出去。
相较于风冷散热,液冷散热更加高效。
3. 导热硅脂:在电脑芯片和散热器之间使用导热硅脂,可以提高热量的传导效率。
导热硅脂具有很好的导热性和粘附性,可以将芯片产生的热量有效传递给散热器。
4. 合理摆放电脑:电脑放置的位置也会对散热效果产生影响。
避免将电脑放在封闭的空间内,应选择通风良好的位置放置电脑,以利于热量的散发。
笔记本电脑的散热系统设计笔记本电脑已经成为了我们生活中不可或缺的工具之一,它的便携性和灵活性让它成为了很多人的首选设备。
但是,随着硬件性能的越来越强大,笔记本电脑的散热问题也愈发突出。
因此,笔记本电脑的散热系统设计变得至关重要。
1. 为什么需要良好的散热系统设计散热系统设计是一款笔记本电脑必须考虑的问题。
在使用电脑的过程中,处理器和显卡等主要组件工作时会产生大量的热量。
如果这些热量不能得到及时有效地散发,那么电脑的温度会不断升高,甚至导致预料之外的关机等问题,从而给用户带来很多不便。
此外,高温还会导致电脑内部零部件的老化和损坏,例如硬盘、内存等。
因此,一个优秀的散热系统设计会延长笔记本电脑的使用寿命,减少用户维修的成本,提升用户的使用体验。
2. 笔记本电脑散热系统设计相关硬件笔记本电脑的散热系统设计有很多硬件部件参与。
首先,CPU和GPU要发挥它们的能力,需要足够的能量。
因此,散热系统设计的第一个问题是如何为CPU和GPU提供足够的电力。
一款笔记本电脑一般采用蓄电池供电,因此电源管理是一项重要的工作,包括功率转换器和晶体管技术,用以保证系统能够在不同电量模式中自动调整,以提高电池寿命。
其次,散热器是笔记本电脑散热系统中最重要的部件之一,可有效地将热量散发到周围。
笔记本电脑散热器设计应考虑散热面积、散热器材质以及冷却风扇等因素。
最后,笔记本电脑内部的散热管道也非常重要。
散热管道设计的相关参数包括材料、长度、直径、热传导系数、弯曲角度等,它们会影响散热效果和散热风扇的转速,以及笔记本电脑的噪音等。
3. 散热系统设计的优化方案针对笔记本电脑散热设计的优化方案有很多,下面介绍其中几个。
首先,改进散热面积。
散热面积是决定散热能力的主要因素,增加散热面积能够有效提高散热效果。
优秀的散热面积设计可以通过扩大散热器的面积,或者使用附加散热器、散热片等附件来实现。
其次,加强风扇的风力。
风扇是散热系统中非常重要的一个组件,是决定散热效果的关键所在。
机体散热的主要机制1.引言1.1 概述在机体中,散热是一个重要的生理过程,它是维持机体温度平衡的关键机制之一。
正常体温对于保持身体各种生理功能的正常运行至关重要。
然而,当机体受到外界环境温度升高或者机体自身代谢产生的热量过多时,需要通过散热来将多余的热量排出体外,以保持体温的恒定。
机体的散热主要通过几种机制来实现。
首先,皮肤是机体最大的散热器官。
当机体温度升高时,皮肤的血管会扩张,增加血流量,增加皮肤表面散热的面积。
通过这种方式,机体可以将体内的热量通过皮肤散发到环境中,以达到降低体温的目的。
其次,机体还可以通过出汗来散热。
当机体温度升高时,体内的调节中枢会发出指令促使汗腺分泌汗液。
当汗液蒸发时,会带走部分体表的热量,进而降低机体温度。
此外,呼吸也是机体散热的一种重要方式。
在呼吸过程中,机体会排出一部分热量。
当机体温度升高时,呼吸频率会加快,使得更多的热量通过呼吸排出体外。
综上所述,机体散热的主要机制包括皮肤散热、出汗和呼吸等方式。
这些机制相互协调作用,以保持机体温度在正常范围内。
对于正常的生理功能运行和身体健康的维持,机体散热的重要性不可忽视。
在未来的研究中,我们可以进一步探索机体散热机制的细节和调控过程。
了解这些细节可以帮助我们更好地了解机体对温度变化的适应能力,并为研究和治疗与机体温度调节相关的疾病提供理论基础。
此外,研究新的散热机制和方法也可以为人类适应高温环境、改善生活质量提供新的思路和策略。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括介绍文章的主要结构和各个部分的内容概述。
根据提供的目录,下面是文章结构部分的内容:2. 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
下面将对每个部分的内容进行介绍。
2.1 引言引言部分包括概述、文章结构和目的三个部分。
首先,我们将简要概述机体散热的主要机制,引出本文的研究问题。
接着,将介绍本文的结构,包括各个部分的内容和顺序。
最后,阐明本文的研究目的,明确我们需要解决的问题和目标。
石墨片散热最佳厚度引言概述:石墨片作为一种常见的散热材料,其厚度对散热效果有着重要的影响。
本文将从五个大点出发,详细阐述石墨片散热最佳厚度的相关内容,以期为读者提供一些有益的参考。
正文内容:1. 石墨片的散热原理1.1 石墨片的导热性能:石墨片具有良好的导热性能,可以快速将热量从热源传导到周围环境。
1.2 石墨片的散热机制:石墨片通过热传导、对流和辐射三种方式来实现散热。
其中,热传导是主要的散热方式。
2. 散热厚度对散热性能的影响2.1 散热厚度与热传导:石墨片的散热性能与其厚度密切相关。
较薄的石墨片可以更快地将热量传导到周围环境,提高散热效率。
2.2 散热厚度与热对流:适当的散热厚度可以增加热对流的表面积,提高热量的散发速度。
2.3 散热厚度与热辐射:较薄的石墨片可以减少热辐射的路径,从而提高散热效果。
3. 最佳散热厚度的选择3.1 热源温度:根据热源的温度,选择合适的散热厚度。
高温热源通常需要较薄的石墨片来提高散热效率。
3.2 散热环境:考虑散热环境的温度和流通情况,选择合适的散热厚度。
较热的环境需要较薄的石墨片来加快热量的传导和散发。
3.3 散热要求:根据散热要求的严格程度,选择合适的散热厚度。
对于要求较高的散热场景,可以选择更薄的石墨片来提高散热效果。
4. 石墨片散热厚度的优化4.1 材料选择:选择导热性能好的石墨片材料,以提高散热效果。
4.2 散热结构设计:优化散热结构,使石墨片与热源之间的接触面积最大化,从而提高散热效率。
4.3 散热系统整体优化:在整体散热系统设计中,综合考虑石墨片的散热厚度与其他散热部件的协同作用,以实现最佳的散热效果。
5. 石墨片散热厚度的实际应用5.1 电子设备散热:在电子设备中,根据不同的功率和散热要求,选择合适的石墨片散热厚度,以保证设备的正常运行。
5.2 汽车发动机散热:在汽车发动机散热系统中,合理选择石墨片的散热厚度,可以提高发动机的工作效率和寿命。
5.3 工业生产过程中的散热:在工业生产中,通过合理选择石墨片的散热厚度,可以提高生产效率和产品质量。
电脑散热系统的重要性如今,电脑已成为现代社会不可或缺的一部分。
我们几乎在各个领域都离不开电脑的使用,不论是工作、学习还是娱乐。
然而,随着技术的进步和计算任务的不断增加,电脑的功耗和散热问题也日益凸显。
电脑散热系统的重要性变得愈发突出。
一、散热系统的功能电脑散热系统是保证电脑正常工作的关键部件之一。
其主要功能包括以下几个方面:1. 控制温度:电脑在工作过程中会产生大量的热量,如果不及时散热,温度会不断升高,严重时甚至会导致硬件损坏。
散热系统通过散热风扇、散热片、散热管等器件,将内部积聚的热量迅速散发,保持电脑的工作温度在一个合适的范围内。
2. 保护硬件:电脑的主要组成部件如中央处理器(CPU)、显卡等都对温度非常敏感,过高的温度将严重影响它们的性能甚至导致损坏。
散热系统有效地降低了硬件的工作温度,延长了硬件的使用寿命,提高了整体的稳定性和可靠性。
3. 提升性能:散热系统的存在不仅仅是为了防止硬件过热,更重要的是它可以为CPU等组件提供良好的工作环境。
低温环境下,硬件的工作速度更快,性能更强。
因此,散热系统对于提升电脑的整体性能有着积极的作用。
二、散热系统的类型散热系统根据其结构和原理的不同,可以分为主动散热和被动散热两类。
1. 主动散热:主动散热系统通过散热风扇来强制对散热片的空气进行对流散热。
散热风扇的转速、尺寸和设计都对散热效果有着直接影响。
如今,大部分电脑都采用了主动散热系统,它能够快速有效地将热量分散,并保持电脑的工作温度稳定。
2. 被动散热:被动散热系统依靠散热片和散热管,通过传导和传热原理,将热量从电脑的散热部件导出。
与主动散热相比,被动散热系统不需要使用风扇,因此更加静音,但散热效果要弱一些。
被动散热通常用于小型电脑、无噪音要求较高的场合。
三、如何提升散热效果为了保证电脑散热系统的正常运行并提升散热效果,我们可以采取以下措施:1. 清洁保养:经常清洁电脑中的尘埃和灰尘。
灰尘会堵塞风扇和散热孔,影响空气流通,降低散热效果。
决定散热效果的几个方面-1AA1070铝料来做为压铸材料,其热传导率高达2;过,以金旗舰铝合散热器存在着一些其自;(1)压铸时表面流纹及氧化渣过多,会降低热传效果;(2)冷却时内部微缩孔偏高,实质热传导率降低(K;(3)模具易受侵蚀,致寿命较短;(4)成型性差,不适合薄铸件;(5)材质较软,容易变型;一、立项的背景和意义;LED,称;AA1070 铝料来做为压铸材料,其热传导率高达 200 W/m.K 左右,具有良好的散热效果。
不过,以 AA1070 铝合金压铸散热器存在着一些其自身无法克服的先天不足:(1)压铸时表面流纹及氧化渣过多,会降低热传效果。
(2)冷却时内部微缩孔偏高,实质热传导率降低(K<200 W/m.K)。
(3)模具易受侵蚀,致寿命较短。
(4)成型性差,不适合薄铸件。
(5)材质较软,容易变型。
一、立项的背景和意义LED(Light Emitting Diode,称发光二极管),属于固态光源。
LED的应用已有较悠久的历史,以前主要应用在各种电子设备的指示灯、大屏幕显示器、信号灯和液晶屏幕背光源等领域。
近些年来,随着GaP、GaN系Ⅲ-V族化合物半导体的结晶成长工艺技术及纳米技术的进步,LED的光效和大功率集成技术都有了很大的提高,LED已经开始在照明领域里初步应用,出现了LED路灯、LED矿灯、LED应急灯、LED车灯、LED景观灯等多种以大功率LED为光源的照明灯具。
LED发光原理为固体发光,按固体发光物理学原理,LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,所以发光效率高达90%以上,因此,LED 被誉为21世纪新光源,即将成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源,被公认为当前十大前沿技术之一, LED光源这种新型照明光源必将会取代传统照明光源,正带动着一场新的产业革命---照明革命。
二、当前国内外同类研究(技术)概况近几年,随着LED的发光效率增长100倍,成本下降10倍,其在照明领域的发展前景,吸引全球照明大厂家都先后加入LED光源及市场开发中。
美、日、欧及中国台湾省均推出了半导体照明计划。
我国2001年863计划立项,2003年紧急启动了“国家半导体照明工程”。
从2006年的“十一五”开始,国家将把半导体照明工程作为一个重大工程进行推动。
当前,我国经济快速增长,能源紧张的矛盾日益显现,我国照明所消耗的电能约占电力总消耗量的1/6,因此提高照明产品的能效水平,无疑将较大幅度降低能源消耗,有效缓解目前我国电力供应紧张的局面。
国家将贯彻节能优先政策,并将“照明器具”列入节能重点领域,在“十一五”期间,大力推进绿色节能照明工程,LED路灯就是LED技术的重要节能应用。
日前,由多名留美归国博士创建的中微光电子(潍坊)有限公司研制成功100瓦大功率半导体发光二极管路灯照明系统,现已应用于潍坊高新技术创业园,其照明范围和亮度完全达到国家道路照明标准,寿命是传统路灯的10~20倍,耗电量却不到传统路灯的20%。
三、本课题研究的内容我国虽有多家企业开发生产LED城市照明路灯,但很多是用小功率LED阵列作发光体,金旗舰铜制暖气片120/60散热问题解决了,所用LED数量要很多,小功率LED光衰强,安装成本高;城市照明L ED路灯采用大功率LED是发展的趋势,少数用大功率LED作发光体的路灯产品由于没有很好地解决功率达到一定量时,LED的散热问题;LED的散光和聚光控制问题;路灯在路面照射面的照度范围、型态和照度的均衡问题;光电转换效率太低,每瓦只有几个流明等问题。
因此产品性能还不尽如人意;高性能的产品价位又居高不下,难以推广普及。
四、研究的技术路线和方法(一)光源的选择:光源比较:传统照明光源主要有3大类:白炽灯、荧光灯和稀有气体放电灯。
与这些光源相比,LED光源光效比较高,使用寿命长,采用安全电压供电,不含有毒重金属,,使用寿命长,采用安全电压供电,不含有毒重金属,显色指数高,而且属于新型光源,发展潜力巨大,是未来传统光源理想的替代品。
表1为几种照明光源的性能比较。
表1 几种照明光源的性能指标注:白炽灯发光效率为3O w的数据散热是LED路灯要重点解决的问题。
LED是冷光源,不象白炽灯那样产生灼热的高温,但是,LED本身耐温能力比较差,所以必须将发光管工作时产生的热量有效的散发到空气中去,保证芯片工作在安全的温度环境下,这样LED灯才能真正的体现出长寿命的优势。
LED的管芯和涂覆的荧光粉都是在几百度的高温条件下生产出来的,本身有一定的耐温能力。
但是,LED的外壳和管芯之间存在热阻,这个热阻使LED在使用时外壳和管芯之间出现温差,管芯的温度会高于外壳温度。
由于发光管生产技术的进步,大功率发光管内部的热阻越来越低,目前1瓦的发光管的热阻普遍在15度/瓦以下,也就是说,给1瓦的发光管加1瓦的电功率,管芯比管壳的温度只高15度。
按照目前发光管管芯材料的耐温水平,管芯温度不超过150度就能长期安全的工作。
这样推算,外壳温度135度时可以安全使用。
但是,由于外壳封装材料的限制,实际使用中的管壳温度最好不超过70度,这样管芯温度只有85度,发光管的透明封装材料也不会快速老化。
长期稳定工作没有问题。
因此,没有必要将半导体灯工作时的温度降得很低,但必须减小发光管外壳和灯体外壳之间的热阻,这样就可以以比较小的体积和比较低的成本生产稳定工作的半导体灯。
要有效的散热,减小灯的体积和生产成本,灯体必须有合理的散热结构。
问题是怎样合理的把发光管产生的热量传导到外壳上,怎样有效的增大外壳和空气的接触面,并且有利于空气在外壳表面上的流动,就是灯体热结构设计要解决的问题。
(二)灯具结构设计研究:1.灯具结构:a.组成结构:我们的LED路灯由铝合金压铸灯体,LED模块,钢化玻璃透光罩,AC/DC恒流驱动器,电器室盖板五部分组成。
见下图:screen.width-333){this.width=screen.width-333}else{this.width=s.width}">b.功能结构:散热灯体,光源室,电器室三部分组成。
见下图:screen.width-333){this.width=screen.width-333}else{this.width=s.width}">2.散热研究:要做好LED路灯首先要做好灯具的散热,然而散热和灯具的安全防护又是一个矛盾,针对这对需要共生的矛盾我们做如下研究:a.LED加散热板与灯具防护研究:利用铝合金型材组合的路灯,我们将一块AA6063;305mm×500mm的平板散热器型材和不锈钢外框组合,将LED焊接在铝基板上制作成模块,在模块的底部涂抹导热膏用螺丝固定于铝合金型材散热器平板上,罩上PC光源外罩,连接驱动电源,完成LED路灯的设计制作。
该款路灯的热传导和散热效果均佳,能将LED所产生的热量迅速的传导到散热器上,再由裸露在空气中的散热鳍片散发到空气中,由流动的空气带走热量,但是由于整个灯具是由多个部分连接组合而成,产品一致性差,在防渗水安全上仅靠防水胶是极不可靠的,所以在防护等级上达不到(GB7000.1-2002;GB7000.5-2005)的要求。
更主要的是所有的LED均安装在一个平板上,无法对灯具进行合理的配光,在实际使用中该款路灯的照明半径无法满足路灯的照明范围,而且外观呆板,故本方案不成熟不宜采用。
见下图:screen.width-333){this.width=screen.width-333}else{this.width=s.width}">b.传统灯壳改制的LED路灯存在的问题:利用传统路灯灯头改制的LED路灯,虽然采用了铝型材做散热器,将整个光源和驱动电路装入铝合金灯壳中,虽然解决了灯具的防护等级问题,但是整个光源是在密闭的灯壳中,灯具工作中所产生的热量无法散发到空气中带走,导致LED模块和驱动电路在极恶劣的环境中工作,工作温度急剧升高,LED随着温度的升高而出现死灯和光衰,驱动器也因温度超过而烧毁,大大降低了灯具的可靠性和使用寿命。
故此方案是不成熟的。
要做好LED路灯简单的用传统灯头装入LED光源是行不通的。
见下图:screen.width-333){this.width=screen.width-333}else{this.width=s.width}">以上两个方案都是无法同时满足散热与防护问题而失败,为此我们进行下列的进一步研究。
散热问题与产品的防护等级是一个矛盾,这是一个行业性的难题,项目产品在不降低产品的密封性和防护等级的前提下,又要保证良好的热传导,对流,发散,我们进行了如下的研究:c.散热材料的选择:为了做好LED路灯,首先我们对散热材料进行选择,目前散热器所采用的基本为金属材料,这主要出于三方面的考虑:①导热性能好——相对其它固体材料,金属具有更好的热传导能力;②易于加工——延展性好,高温相对稳定,可采用各种加工工艺;③易获取——虽然金属也属不可再生资源,但供货量大,不需特殊工序,价格也相对低廉;依此确定了散热片所用材料类型,具体种类的确定同样需以此为标准。
下表为散热片惯用材料与常见金属材料的热传导系数。
screen.width-333){this.width=screen.width-333}else{this.width=s.width}">上表中热传导系数的单位为W/mK,即截面积为1平方米的柱体沿轴向1米距离的温差为1开尔文(1K=1℃)时的热传导功率。
热传导系数自然是越高越好,但同时还需要兼顾到材料的机械性能与价格。
热传导系数很高的金、银,由于质地柔软、密度过大、及价格过于昂贵而无法广泛采用;铁则由于热传导率过低,无法满足高热密度场合的性能需要,不适合用于制作高性能散热片。
铜的热传导系数同样很高,可碍于硬度不足、密度较大、成本稍高、加工难度大等不利条件,在散热片中使用较少。
铝作为地壳中含量最高的金属,因热传导系数较高、密度小、价格低而受到青睐;但由于纯铝硬度较小,在各种应用领域中通常会掺加各种配方材料制成铝合金,为此获得许多纯铝所不具备的特性,而成为了散热片加工材料的理想选择。
各种铝合金材料根据不同的需要,通过调整配方材料的成分与比例,可以获得各种不同的特性,适合于不同的成形、加工方式,应用于不同的领域。
上表中列出的5种不同铝合金中:AA6061与AA6063具有不错的热传导能力与加工性,适合于挤压成形工艺,在散热片加工中被广为采用。
ADC12适合于压铸成形,但热传导系数较低,因此散热片加工中通常采用AA1070铝合金代替,可惜加工机械性能方面不及ADC12。
AA1050则具有较好的延展性,适合于冲压工艺,多用于制造细薄的鳍片。