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山东大学学报(工学版) ›› 2012, Vol. 42 ›› Issue (5): 118-122.

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基于最小熵产法的大功率LED散热器的结构优化

赖艳华,魏露露,吕明新,赵琳妍,岳虹,刘存芳   

  1. 山东大学能源与动力工程学院, 山东 济南 250061
  • 收稿日期:2012-04-26 出版日期:2012-10-20 发布日期:2012-04-26
  • 作者简介:赖艳华(1971- ),女,山东烟台人,副教授,博士,主要研究方向为可再生能源利用与环境保护,太阳能利用,制冷空调节能技术,强化传热传质研究等领域. E-mail:laiyh@sdu.edu.cn
  • 基金资助:
    山东大学自主创新基金资助项目(2012ZD018);济南市高校自主创新计划资助项目(201202090)

Stucture optimization of high power LED heat sinks based on the method of minimum entropy generation

LAI Yan-hua, WEI Lu-lu, Lü Ming-xin, ZHAO Lin-yan, YUE Hong, LIU Cun-fang   

  1. School of Energy and Power Engineering, Shandong University, Jinan 250061,China
  • Received:2012-04-26 Online:2012-10-20 Published:2012-04-26

摘要: 为了提高自然对流条件下大功率LED灯的平直肋片散热器的散热性能,对该类散热器开展了结构优化分析。利用最小熵产法分析了平直肋片的厚度、数量和高度,散热器质量、风速等因素对散热器流场及传热特性的影响,结果表明:随着肋片个数量的增加,无量纲熵产和温度熵产先增加后减小,温差熵产是摩擦熵产的10倍左右。此外在热流密度不变情况下,存在最佳肋片的几何尺寸使得无量纲熵产最小,据此优化散热器肋片结构使得散热器性能达到最优。

关键词: 散热器, 最小熵产法, 数值模拟, 结构优化, 自然对流

Abstract: In order to enhance the heat transfer of heat sink with straight fins of the high power LED lamps working under natural convection, the structure optimization of this kind of heat sinks was carried out. Based on a method of the minimum entropy generation, the influences of the important parameters on the heat transfer and fluid friction of the heat sink were analyzed, such as the fin thickness and the numbers, the height of fin, total quality of the heat sink and wind speed. The results showed that the dimensionless entropy generation and the temperature entropy generation first increased, and then decreased with the number of fins increasing, and the entropy generation caused by temperature was about ten times of that by friction. In addition, under a given heat flux, there existed the best geometry parameters of heat sink fins, which could minimize the entropy generation, and could improve the whole performance of the heat sinks.

Key words: heat sink, minimum entropy generation, numerical simulation, structure optimization, natural convection

中图分类号: 

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