Эффективность радиаторов мощных матриц

Аспекты светодиодного света в теории

Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение Очевидность » 21 окт 2016, 20:02

Расчеты проводились при помощи CAE системы (полнофункциональная инженерная система), в основе которой лежит метод конечных элементов .

Сравнение работы радиаторов классического исполнения и ТТ (тепловая трубка) вместо основания ,проводилось для различных плотностей теплового потока от источника тепловыделения. Для этого рассматривались три пары радиаторов. Первая пара радиаторов анализировалась при тепловой нагрузке 45 Вт, вторая и третья пара соответственно при 150 и 300 Вт.

В качестве модели радиатора с ТТ в первой паре радиаторов, рассматривался радиатор, используемый в светодиодной лампе КВАЗАР250/60. Радиаторы с ТТ во второй и третьей паре отличаются от радиатора с ТТ из первой пары увеличенной площадью оребрения и производительностью ТТ пропорционально увеличению мощности тепловой нагрузки относительно 45 Вт. Рассмотренное значение тепловой нагрузки 45 Вт соответствует мощности тепловыделения светодиодной матрицы, используемой в светодиодной лампе КВАЗАР-250/60 в рабочем режиме.

Модели радиаторов классического исполнения строились максимально схожими с моделями радиаторов с ТТ внутри каждой пары радиаторов. Геометрические модели первой пары радиаторов представлены на рисунке.



Изображение

Геометрические модели первой пары радиаторов
а – с ТТ вместо основания,
б – классического исполнения
1 – поверхность контакта со светодиодной матрицей,
2 – площадка зоны испарения ТТ,
3 – ребра радиаторов,
4 – основание радиатора,
5 – ТТ


Площадки зон испарения ТТ и ребра радиаторов в моделях радиаторов с ТТ выполнены из деформируемого сплава алюминия АМц. Согласно данным производителя ТТ номинальная мощность теплового отведения одной ТТ диаметром 6 мм составляет 15 Вт. Экспериментальные измерения показали, что в наихудшем ориентировании ТТ (работа капиллярных сил фитиля направлена против сил гравитации) ее мощность теплового отведения составляет 6 Вт, а перепад температур между концами трубки составляет 3 К. Теплофизические свойства ТТ в расчетных моделях задавались на основании экспериментальных данных при наихудшем ориентировании ТТ.

Модели радиаторов классического исполнения выполнены из литьевого сплава алюминия АК12 (силумин). Выбор материала радиаторов обусловлен технологией, применяемой в серийном производстве радиаторов сложной формы.

Зависимости перегревов поверхностей контакта радиаторов со светодиодными матрицами над окружающей средой от плотности теплового потока

Изображение

Зависимость эффективности работы радиаторов с ТТ над работой радиатора классического исполнения

Изображение

Согласно полученным результатам, очевидно, что радиаторы с ТТ эффективнее отводят тепловой поток от источника тепловыделения, чем радиаторы классического исполнения на всем диапазоне рассмотренных тепловых нагрузках. Наблюдается тенденция увеличения эффективности применения ТТ в конструкциях радиаторов при увеличении плотности теплового потока от источника тепловыделения.

За это сообщение автора Очевидность поблагодарил:
VA (22 окт 2016, 04:34)
Очевидность
Прожектор
Прожектор
 
Сообщений: 108
Зарегистрирован: 17 окт 2016, 14:53
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 2 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение kulibin » 21 окт 2016, 23:29

А как себя поведут ТТ при -40 С ?
Не спрашивай Россию - что она для тебя сделала. Спроси себя - что ты сделал для нее.
Аватар пользователя
kulibin
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 18397
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 49 раз.
Поблагодарили: 907 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение Очевидность » 21 окт 2016, 23:51

kulibin писал(а):А как себя поведут ТТ при -40 С ?

ТТ не содержат достаточное к-во жидкости для "морозного вспучивания". Принцип действия описанный в массовой литературе - упрощён, для понимания,поэтому многие убеждены в наличии некой "воды". Перенос энергии осуществляется в первую очередь ,через "выравнивание давления" насыщенного пара. Похожий процесс происходит в зимнее время , в любой тёплой постройке : давление внутри (тёплого воздуха) - всегда выше давления снаружи , поэтому требуется пароизоляция стен(изнутри).
Скорость переноса тепловой энергии внутри ТТ= скорости света.ТТ -это не массовая технология.
Самая сложная задача, при производстве ТТ - дозирование жидкости, её настолько мало , что "вносится" она в виде "пара" ;)
Очевидность
Прожектор
Прожектор
 
Сообщений: 108
Зарегистрирован: 17 окт 2016, 14:53
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 2 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение Litesvet.ru » 22 окт 2016, 00:46

А почему "ТТ -это не массовая технология." ? Это Ваше патентное изобретение или технологическое совершенство?
Litesvet.ru
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2200
Зарегистрирован: 09 мар 2012, 12:15
Благодарил (а): 21 раз.
Поблагодарили: 76 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение Очевидность » 22 окт 2016, 01:23

Litesvet.ru писал(а):А почему "ТТ -это не массовая технология." ? Это Ваше патентное изобретение или технологическое совершенство?

Скажем так, это - "рецептурный продукт" , требует отдельного рецепта для отдельной задачи - потому не массовый.
Патентное изобретение) :патент- форма социального признания , самый современный маркетинговый инструмент , особенно нынче в интернет. Изобретение - мировая новизна. Что именно Вас интересует ?
Технологическое совершенство - звучит как: дайте пожалуйста йогурт, в винноводочном ) И при чём тут я ? ))
Естественно , у каждого есть ноу-хау , один строит свой бизнес на "вербальном общении" (тьфу на Вас ещё раз ©) , другой по принципу "делай -что не могут другие", в каждой избушке - свои погремушки.
Вот про термосифон видео , кому интересно https://www.youtube.com/watch?v=-Bcgq8bYYbU

За это сообщение автора Очевидность поблагодарил:
Vladimir-city (22 окт 2016, 02:30)
Очевидность
Прожектор
Прожектор
 
Сообщений: 108
Зарегистрирован: 17 окт 2016, 14:53
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 2 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение ВикНик » 22 окт 2016, 03:22

Очевидность писал(а):
kulibin писал(а):А как себя поведут ТТ при -40 С ?

1, Принцип действия описанный в массовой литературе - упрощён, для понимания,поэтому многие убеждены в наличии некой "воды". Перенос энергии осуществляется в первую очередь ,через "выравнивание давления" насыщенного пара.
2, Скорость переноса тепловой энергии внутри ТТ= скорости света.ТТ -это не массовая технология.
3, Самая сложная задача, при производстве ТТ - дозирование жидкости, её настолько мало , что "вносится" она в виде "пара" ;)


1, Как только, кончается жидкость в ТТ (из-за температуры "холодного конца"), ТТ переносит тепло, как медная трубка. Она---ТТ, работает, пока жидкость испаряется ;)

2, Скорость в ТТ в 1000000раз меьше. Даже меньше скорости звука. :P
И равна скорости пара от кипящего слоя до места конденсации.
3, :? :x :evil: Все самодельные ТТ (на водке) не работали, если в них только пар,
а вот с жидкостью работали :!:

Зы: Просто к слову (считаем о себе ;) ) ох и долбает школота, взомнившая себя профессорами

За это сообщение автора ВикНик поблагодарил:
kolap (22 окт 2016, 10:15)
ВикНик
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1619
Зарегистрирован: 08 мар 2011, 23:26
Откуда: Харьков
Благодарил (а): 25 раз.
Поблагодарили: 121 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение VA » 22 окт 2016, 05:06

Я пологаю, если вместо тт в этом радиаторе использовать внешне соразмерный медный прут, то результаты экспертизы будут гораздо интереснее. :D
Тт наверное дороже прута?
В общем наглядно описано превосходство тт над алюминием. :)
Врятле прочности трубки хватит и для половины звуковой скорости передачи тепла.
VA
Светодиод
Светодиод
 
Сообщений: 349
Зарегистрирован: 31 янв 2016, 18:30
Откуда: Волгоградская обл. г.Николаевск.
Благодарил (а): 62 раз.
Поблагодарили: 22 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение George » 22 окт 2016, 05:21

Очевидность писал(а):ТТ не содержат достаточное к-во жидкости для "морозного вспучивания". Принцип действия описанный в массовой литературе - упрощён, для понимания,поэтому многие убеждены в наличии некой "воды". Перенос энергии осуществляется в первую очередь ,через "выравнивание давления" насыщенного пара. Похожий процесс происходит в зимнее время , в любой тёплой постройке : давление внутри (тёплого воздуха) - всегда выше давления снаружи , поэтому требуется пароизоляция стен(изнутри).
Скорость переноса тепловой энергии внутри ТТ= скорости света.ТТ -это не массовая технология.
Самая сложная задача, при производстве ТТ - дозирование жидкости, её настолько мало , что "вносится" она в виде "пара" ;)


БРЕД СИВОЙ КОБЫЛЫ! Уж извините за мой французский.
На счет большей эффективности радиаторов с ТТ, в данном случае, согласен (описание моделирования абстрактное). Можно использовать не только конструкцию радиатора для активного охлаждения.

kulibin писал(а):А как себя поведут ТТ при -40 С ?

Нормально. Теплоноситель нужен соответствующий рабочей температуре и тепловой нагрузке.
George
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1379
Зарегистрирован: 16 янв 2013, 17:06
Откуда: Днепропетровск
Благодарил (а): 10 раз.
Поблагодарили: 83 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение George » 22 окт 2016, 05:26

VA писал(а):Я пологаю, если вместо тт в этом радиаторе использовать внешне соразмерный медный прут, то результаты экспертизы будут гораздо интереснее. :D
Тт наверное дороже прута?

Сильно зависит от длины прута/ТТ. Теплопроводность ТТ может быть НА ПОРЯДОК (в 10 раз) выше меди.
При серийке не на много.

VA писал(а):Врятле прочности трубки хватит и для половины звуковой скорости передачи тепла.
Все конструкции считаются. А скорости могут быть очень большими.
George
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1379
Зарегистрирован: 16 янв 2013, 17:06
Откуда: Днепропетровск
Благодарил (а): 10 раз.
Поблагодарили: 83 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение kulibin » 22 окт 2016, 11:06

George писал(а):Нормально. Теплоноситель нужен соответствующий рабочей температуре и тепловой нагрузке.


Готовы проверить это на серийном изделии и нести сопутствующие риски ? Если уж тема активного охлаждения вызывает у клиентов настолько жирный скепсис, что оно прижилось лишь в трековых светильниках (и то - очень ограниченно), то тема с ТТ и вовсе не имеет шансов. Собственно, мы ее обсуждали еще году в 2010-11.
А самое главное - к чему эти изыски ? Я, к примеру, вчера из любви к искусству собрал радиатор размером 180х100х100, который свободно отводит тепло от 40 Вт матрицы при комнатной температуре около 26 градусов. Конструкция проста, как мычание и стоит копейки. Проблема теперь состоит в том, что размер соответствующего драйвера сопоставим с размером радиатора, поэтому светильник выглядит слегка странно :) Радиатор из профиля будет весить несколько больше, но принципиальной разницы не будет. Так для чего эти галеры ?
Не спрашивай Россию - что она для тебя сделала. Спроси себя - что ты сделал для нее.
Аватар пользователя
kulibin
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 18397
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 49 раз.
Поблагодарили: 907 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение George » 22 окт 2016, 11:39

kulibin писал(а):
George писал(а):Нормально. Теплоноситель нужен соответствующий рабочей температуре и тепловой нагрузке.


Готовы проверить это на серийном изделии и нести сопутствующие риски ? Если уж тема активного охлаждения вызывает у клиентов настолько жирный скепсис, что оно прижилось лишь в трековых светильниках (и то - очень ограниченно), то тема с ТТ и вовсе не имеет шансов. Собственно, мы ее обсуждали еще году в 2010-11.
А самое главное - к чему эти изыски ? Я, к примеру, вчера из любви к искусству собрал радиатор размером 180х100х100, который свободно отводит тепло от 40 Вт матрицы при комнатной температуре около 26 градусов. Конструкция проста, как мычание и стоит копейки. Проблема теперь состоит в том, что размер соответствующего драйвера сопоставим с размером радиатора, поэтому светильник выглядит слегка странно :) Радиатор из профиля будет весить несколько больше, но принципиальной разницы не будет. Так для чего эти галеры ?


ЮН, не надо путать теплое и влажное... ::D
Я всего лишь ответил на вопрос: "А как себя поведут ТТ при -40 С ?" И даже -40 +40.
Первоначально ТТ использовались в конструкциях, где выделенное тепло нельзя было рассеять по месту и его нужно было сначала перенести в более подходящее для этого место. Но в принципе, ТТ дают возможность более равномерно прогреть радиатор и соответственно немного снизить температуру кристалла. Хотя все прекрасно работает и без них или решается, например увеличением радиатора. ::D
Проблема с их качеством наверное существует и актуальна для серийки. Даже в ноутах одной партии системы охлаждения работают в разных тепловых условиях (температура проца) из-за того, что трубки имеют разную рабочую температуру. По идее, это можно решить сортировкой по раб. температуре, разумеется с увеличением стоимости единицы.
Я в свою очередь рассматривал вариант с ТТ, даже собирался заказать опытные образцы из Киева. Но потом остановился на чисто медном теплоотводе - его чуть-чуть не хватало, но решил вопрос по-другому. Короче, ЗАБОЯЛСЯ. ::D
George
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1379
Зарегистрирован: 16 янв 2013, 17:06
Откуда: Днепропетровск
Благодарил (а): 10 раз.
Поблагодарили: 83 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение Очевидность » 22 окт 2016, 14:50

Коллеги,данная тема,больше "зачем?" чем "как" ,является продолжением вопроса форумчан относительно зависимости скорости термостабиллизации и срока службы светодиодов.
"Как ?": Подвергать сомнению"первый закон термодинамики" - смешно:в любой изолированной системе общий запас энергии сохраняется постоянным.Конденсация является вторичным явлением ,изменение объема в результате фазового перехода и изменение давления в зависимости от температуры при сохранении равновесия между двумя фазами, происходит с максимальной скоростью в природе.
Идея использования "медного прута"не нова , эксплуатируется Китайскими товарищами ,давно.
Для чего галеры ?: это опять же вопрос "точности",культуры производства и это не означает, что мол первое или второе ,хорошо или плохо , это просто разные "весовые категории". Преимущество ТТ для компактных источников тепла - доступно описано выше. На плотностях 100w, эффективность (перегрев над окр средой) отличается в несколько раз, на 300 -ах на порядки . И далее с ростом мощности - эффект усиливается , другими словами : чем мощнее источник нагрева - тем эффективнее ТТ относительно AL. Размеры и вес совершенно не имеют значения , имеет значение перегрев светодиода от окр среды. Да , с прикрученной тонной алюминия, будет - терпимо и только для "терпимой" окр.среды. И да ,В любом случае, покупатель голосует - рублём.
Очевидность
Прожектор
Прожектор
 
Сообщений: 108
Зарегистрирован: 17 окт 2016, 14:53
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 2 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение kulibin » 22 окт 2016, 21:24

Не знаю как насчет тонны алюминия. Вот этот прототипчик весит 500 грамм, однако свободно рассеивает 60 Вт, имея температуру в точке пайки в районе 75 С при комнатной 30 С. Несмотря на скромные размеры, площадь оребрения превышает 1000 кв.см. При желании можно набрать такими модулями хоть киловатт.
Вложения
2016-10-22 21-15-48.jpg
Не спрашивай Россию - что она для тебя сделала. Спроси себя - что ты сделал для нее.
Аватар пользователя
kulibin
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 18397
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 49 раз.
Поблагодарили: 907 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение Очевидность » 22 окт 2016, 22:09

При "комнатной" 50°,температура в "точке пайки" будет фатальной = 130° , а при 70°в "точке пайки произойдёт - отпайка"=190°, простите за тавтологию.
У данной конструкции перегрев " над комнатной" составляет 45° , у аналогичной по мощности (40W если я правильно понял) на ТТ перегрев составит 10° и менее. Температура радиатора, в первом случае ~ 60° во втором максимум 40°. Это означает, как минимум, тяжёлый режим для драйвера с уменьшением срока службы + снижение светового потока. Я бы назвал это - регресс.
Очевидность
Прожектор
Прожектор
 
Сообщений: 108
Зарегистрирован: 17 окт 2016, 14:53
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 2 раз.

Re: Эффективность радиаторов мощных матриц

Сообщение voxy » 22 окт 2016, 22:19

...Преимущество ТТ для компактных источников тепла - доступно описано выше....

И ?! Мы узнали что-то новое ?!
Кто-то сомневается ?
Было бы интереснее сравнить светильник (компактный) с матрицей на номинальном токе с применением ТТ и , например, на половинном токе ( с двумя матрицами) с "обычной медяшкой". Причём , как по технологии , так и " экономически".
Светодиодный головной свет ( автомобильные фары ) даже внешне привлекательнее на нескольких модулях.
Или как всегда - создаём трудности , а потом ...

...А самое главное - к чему эти изыски ?...

Присоединяюсь к этому вопросу. :?
Или Вас действительно так сильно волнует 15 или 25 лет прослужит матрица ?! :oops:
Мы сделаем выбор за Вас. http://ledsvetpro.ru/
Аватар пользователя
voxy
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1008
Зарегистрирован: 11 фев 2012, 19:56
Откуда: Пенза
Благодарил (а): 403 раз.
Поблагодарили: 62 раз.

След.

Вернуться в Теоретические аспекты использования светодиодов

Кто сейчас на форуме

Зарегистрированные пользователи: _RUS73_, Aleksandr_A, alex_qwerty, Alexa [Bot], alexber, arteclo, B2B, Beer100, Bing [Bot], botanik2012, BVlad, сергей315, cesta, comrad, cvbn145, Светочъ, danic8560, dersp, DiplomatTomato, DNL, doctor9911, ecig, Gench, George, goboogie, Google [Bot], Google Feedfetcher, gora, Great1512, hasan99, Icy, igor_zsu, imaxe, ISKRA, iurii, ivanko, ivdor, Juli, kollega, kulibin, Largus, ledintero, LEDostav, Ledsvet2017, LESSAN, m23, Majestic-12 [Bot], mascod, MiNick, MiramLED, mousnya, MSNbot Media, newlighter, Nitro, oleg7138, olegbr, Олег64, papahen, Pavel Mirleda, pcprofiles, Proffsvet, Proizvoditel, Prozhektor, ptaha, ramsprint, readmy, Rusreall, S@shOK, Sa300d, sergei28, soratnik, Struzhkin, svetkost, vadimka, vitt13, vk, Vladimir-city, voxy, Yahoo [Bot], Zadnitca, ZZZ7ZZZ, казанец, ФИТОХРОМ.РФ, Доцент, Лоцман, молодой дед, низя, Яндексбот