Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Аспекты светодиодного света в теории

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение kulibin » 19 май 2012, 11:45

В свое время проводил эксперименты с алюминиевой трубой 50 мм со стенкой 3 мм. Располагал матрицу 25 Вт на таблетке толщиной около 2 см, жестко запрессованной в трубу. При мощности 25 Вт падение температуры трубы при удалении от матрицы составило в среднем 1 С на 1 см. Заполнение трубы цементно-песчаной смесью для кладки каминов на всю длину ;) дало выигрыш около 2 градусов, не более. То же произошло с трубой 100 мм и матрицей 50 Вт.
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: 19238
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 60 раз.
Поблагодарили: 1054 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение kulibin » 19 май 2012, 11:53

skalinas писал(а):Уважаемый, в формула 1вт/(25-30)см.кв о какой площади идет речь? Если для примера возьмём радиатор пластина 2мм, 22*23см=506см.кв – эта площадь только одной стороны! Для расчёта площади радиатора берется вся площадь, которая соприкасается с воздух. И опытная (эмпирическая) формула 1вт/(25-30)см.кв (где (25-30)см.кв - это площадь всей поверхности радиатора) – берется для пластины расположенной вертикально (не в замкнутом пространстве) для перегрева до 45-55С (что для светодиодов не приемлемо).
По моему опыту площадь (всей поверхности радиатора) закладываю на 1вт не меньше 35см.кв, а для закрытых светильников от 45-70см.кв.

Коллега, не учитываете, какой это ватт. Один ватт диода 100 Лм/ВТ и один ватт диода 140 Лм/Вт - это, как говорят в Одессе, две большие разницы :)
С приведенным рассчетом, короче, не соглашусь. По моим опытам, пластина 5х5 см толщиной 1 мм избыточна для светодиода 3HPD1 (120 Лм/Вт) лежа на столе из ламината, то есть с одной рабочей стороной. 20 кв.см - с запасом - вне зависимости от герметичности источника света. Но, конечно, все меняется при применении ребристых радиаторов - у них эффективность естественной конвекции кардинально хуже, чем у плоской поверхности.
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: 19238
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 60 раз.
Поблагодарили: 1054 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение Связист » 19 май 2012, 11:55

А дырки просверлить :?: Типа для конвекции. Или это в эксперимент не входило :?:
Связист
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2080
Зарегистрирован: 08 янв 2012, 20:33
Откуда: Ангарск
Благодарил (а): 24 раз.
Поблагодарили: 45 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение kulibin » 19 май 2012, 11:58

Если пластина прижата к задней стенке светильника - а так и происходит в подавляющем большинстве случаев - какой смысл ? К тому же, абсолютно нерентабельно, даже если и был эффект. Еще проводил эксперимент - клепал алюминиевую пластину клепками через 1 см, при этом клепал без отрыва хвостовика, чтобы получить этакий игольчатый радиатор. Результатом, по сравнению с просто пластиной, остался недоволен.
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: 19238
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 60 раз.
Поблагодарили: 1054 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение skalinas » 19 май 2012, 12:28

kulibin писал(а):Коллега, не учитываете, какой это ватт. Один ватт диода 100 Лм/ВТ и один ватт диода 140 Лм/Вт - это, как говорят в Одессе, две большие разницы :)С приведенным рассчетом, короче, не соглашусь. По моим опытам, пластина 5х5 см толщиной 1 мм избыточна для светодиода 3HPD1 (120 Лм/Вт) лежа на столе из ламината, то есть с одной рабочей стороной. 20 кв.см - с запасом - вне зависимости от герметичности источника света. Но, конечно, все меняется при применении ребристых радиаторов - у них эффективность естественной конвекции кардинально хуже, чем у плоской поверхности.

Пластина 5х5 см толщиной 1 мм имеет площадь контакта с воздухом 5х5х2=50кв.см (где 2 –это вторая сторона пластины), я утверждал, что для светиком нужно брать не меньше 35кв.см (можно и 35кв.см), что бы температура светика не доходила до 70С (в идеале 45-55С). Если взять пластину толщиной 1 мм 3х3,4 см (20кв.см) для одного ватта (В Одессе ватт может быть и разный, а у физиков 1Вт=1Ах1В), то температура светика может достигнуть до 70С легко. Причем, температура будет выше если радиатор положить.
На вкус и свет товарищей нет
skalinas
Искра знания
Искра знания
 
Сообщений: 524
Зарегистрирован: 10 ноя 2010, 02:38
Откуда: Чебы
Благодарил (а): 14 раз.
Поблагодарили: 53 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение kulibin » 19 май 2012, 12:44

Я же написал, что пластина лежит на столе, то есть работает одна сторона. Насчет ватта - я имел в виду условный светодиодный ватт, то есть потребление светодиодом одного ватта. Хотите сказать - между светодиодами с разной эффективностью нет различия в нагреве ? Или вы каждый раз вычисляете реально произведенное конкретным экземпляром тепло ?
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: 19238
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 60 раз.
Поблагодарили: 1054 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение ВикНик » 19 май 2012, 15:16

Итак, начнем по порядку:
1. При измеринии температуры, радиаторов со светиками или нет, я беру 1сторону (вторая всегда, лежит на столе или стуле).
Кроме проволочных радиаторов у которых указываю, как площадь занимаемой поверхности (размеры, длина-ширина) так и площадь поверхности охлаждения длина-и диаметр использованного провода.

2.http://images.mobwiki.ru///upload/wikip ... f362a1.png
Q = поток воздуха, м³/с
A = площадь сечения трубы, м²
C = коэффициент, вводимый из-за трения (обычно берутся значения от 0.65 до 0.70)
g = ускорение свободного падения, 9.807 м/с²
h = высота трубы, м
Ti = средняя внутренняя температура, К
To = абсолютная внешняя температура, К

По трубе (и любому радиатору, который представляет виртуальную трубу, ведь -при естественом охлаждении "производительность радиатора, зависит только от перегрева воздуха и его расхода в секунду)
Был сам удивлен, но высота из корня квадратного, а вот площадь!!! прямо -пропорциональна.
Так что практика, подтвердила теорию, а вот коэффициент-штука хитрая--о нем позже.

Многоэтажный работать будет (вчера проверил---вверху рисунок проволочного с тремя светиками, согнул этажи зигзагом и получилось три, третий этаж стал горячее на 4С)

3. "В свое время проводил эксперименты с алюминиевой трубой 50 мм со стенкой 3 мм. "
Простая арифметика 50*3*3,14=500мм.кв теплопроводность 0,2вт/мм*град имеем (при разнице горячего и холодного концов в 1град, 10см=100мм) 0,2*500/100=10вт, при 10см будет 200вт при разности в 20С.

4"Коллега, не учитываете, какой это ватт. Один ватт диода 100 Лм/ВТ и один ватт диода 140 Лм/Вт - это, как говорят в Одессе, две большие разницы "
Коллега учитывает, при измерениях теплового сопротивления, 1вт=1в*1а (на нагревателе -мосфете) и там перегрев указываю от 20С до 75С, реальная на мочфете до 100С.
При измерениях на светиках, указываю температуру перегрева (разницу между теплостоком и окружающей) и температуру на теплостоках . Стараюсь чтобы перегрев светиков был не больше 20С :) То есть при окружающей 30С, не больше 50С.

Может Коллега :), подскажет (даст табличку) сколько ватт тепла, нужно считать у ХМЛ при 700ма и при 3А???
ВикНик
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1621
Зарегистрирован: 08 мар 2011, 23:26
Откуда: Харьков
Благодарил (а): 25 раз.
Поблагодарили: 122 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение skalinas » 19 май 2012, 15:50

ВикНик писал(а): При измерении температуры, радиаторов со светиками или нет, я беру 1сторону (вторая всегда, лежит на столе или стуле).

Это не совсем корректно, то же стол имеет теплопроводность и теплоемкость. Думаю, будет правильнее мерить температуру, когда радиатор вертикально находится. А при использовании радиатора горизонтально нужно увеличивать площадь на 1,2…1,5раза. Согласен с тем, что температура на светодиоде не должна превышать больше не больше 50С или перегрева относительно воздуха 20…25С. По поводу разной эффективности светодиодов Лм/ВТ, понятно, что часть мощности преобразуется сразу в свет. Но для удобства выбора радиатора можно принять, что вся потребляемая мощность светодиода идет на нагрев и выбирать площадь радиатора >35кв.см на 1Вт.
На вкус и свет товарищей нет
skalinas
Искра знания
Искра знания
 
Сообщений: 524
Зарегистрирован: 10 ноя 2010, 02:38
Откуда: Чебы
Благодарил (а): 14 раз.
Поблагодарили: 53 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение ВикНик » 19 май 2012, 15:58

skalinas писал(а):Это не совсем корректно, то же стол имеет теплопроводность и теплоемкость. Думаю, будет правильнее мерить температуру, когда радиатор вертикально находится. А при использовании радиатора горизонтально нужно увеличивать площадь на 1,2…1,5раза. Согласен с тем, что температура на светодиоде не должна превышать больше не больше 50С или перегрева относительно воздуха 20…25С. По поводу разной эффективности светодиодов Лм/ВТ, понятно, что часть мощности преобразуется сразу в свет. Но для удобства выбора радиатора можно принять, что вся потребляемая мощность светодиода идет на нагрев и выбирать площадь радиатора >35кв.см на 1Вт.


Когда-то провел лабу, на трех разных пластинах, подвешенных в воздухе вертикально, лежащих на столе на упорах в 3см и лежащих одной стороной, на толстом слое ваты. (результаты ложил на паре форумов, но давно это было).
С тех пор считаю, только одну сторону. Хуже ни разу не было :),

Зы: Я недавно кидал, где-то вверху, файлик теплоотвод.xls.
На третьей странице, лаба по алюминиевым пластинкам пластинкам толшиной 0,25мм, которые я широко применяю для светиков.
Для сравнения, последняя строка ---пластина квадрат 250см.кв толщиной 3мм
При 4,42вт, перегрев 27С, получилось 56см.кв/вт :(
Площадь только с одной стороны, если учитывать обе, 112см.кв/вт при перегреве в 27С :( :shock:

И еще одно, leds-cooling-t209-690.html#p48417
"Два часа в работе, температура в комнате 25С, самая горячая точка "радиатора" 47С, самай горячий теплосток 51С
Итого перегрев 26градусов,
без дырок перегрев 37град."
Забыл указать, в центре диска в воздух 36С, как раз половина между окружающим и радиатором (виртуальная труба) :(
ВикНик
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1621
Зарегистрирован: 08 мар 2011, 23:26
Откуда: Харьков
Благодарил (а): 25 раз.
Поблагодарили: 122 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение ВикНик » 20 май 2012, 19:55

skalinas писал(а):Это не совсем корректно, то же стол имеет теплопроводность и теплоемкость. Думаю, будет правильнее мерить температуру, когда радиатор вертикально находится. А при использовании радиатора горизонтально нужно увеличивать площадь на 1,2…1,5раза.


Нашел таблицу со своими из мерениями:
Для 8вт 35см.кв Ребром перегрев 78С, лежит одной стороной на слое ваты, перегрев 90С
Для 2,5вт 35см.кв Ребром перегрев 23С, лежит одной стороной на слое ваты, перегрев 28С
Для 2,5вт 21см.кв Ребром перегрев 59С, лежит одной стороной на слое ваты, перегрев 69С

Сам удивлялся, но разница между "Ребром" и одна сторона "на вате", разница не больше 20%
Потому и считаю, нужно учитывать только ОДНУ сторону площади...

Из серии "знаете-ли Вы" :)
В герметичном корпусе, поставив небольшой вентилятор, прегрев самых горячих деталей, может снизится вдвое и рассеиваемая мощность определяется в большой степени размерами корпуса, чем материалом из которого он сделан..
ВикНик
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1621
Зарегистрирован: 08 мар 2011, 23:26
Откуда: Харьков
Благодарил (а): 25 раз.
Поблагодарили: 122 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение Proizvoditel » 21 май 2012, 11:09

Из окружающих нас веществ у воздуха самая худшая теплопроводность, у любого твердого тела теплопроводность гораздо выше, посему если вы кладете пластину на твердую поверхность. то точно не ухудшаете теплоотвод. Причем есть три механизма передачи тепла радиатором прямое поглощение воздухом, конвекция - замена горячего приповерхностного слоя на холодный и излучение ( работает при температурах более 90 С).
В случае с ватой разница в 20% говорит о том какая часть тепла уходит вместе с конвективным потоком. как видим не очень большая в виду малой площади пластины и малой разницы температур на ее концах. Вот такая интересная физика....
что на светодиод подашь, то и получишь
Proizvoditel
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2586
Зарегистрирован: 15 ноя 2011, 01:25
Откуда: Москва
Благодарил (а): 103 раз.
Поблагодарили: 177 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение ВикНик » 21 май 2012, 14:00

Слов много, все понимаю, а смысл ускальзывает. Не буду о мелочах, типа пенопласт--окружающее вещество и воздух. Что бы не впадать в казуистику.
1. "у любого твердого тела теплопроводность гораздо выше, посему если вы кладете пластину на твердую поверхность. то точно не ухудшаете теплоотвод."

Не сходится---Для 8вт 35см.кв Ребром перегрев 78С, лежит одной стороной на слое ваты, перегрев 90С
Точно наоборот, ухудшается теплоотвод.

2. "Причем есть три механизма передачи тепла радиатором прямое поглощение воздухом, конвекция - замена горячего приповерхностного слоя на холодный и излучение ( работает при температурах более 90 С)."

Что такое "прямое поглощение воздухом" ? как происходит поглощение, когда температура радиатора и воздуха выравниваются??? Новый вечный двигатель? :)
Про теплоемкость я знаю и ею обеспечивается, конвекция.
"и излучение ( работает при температурах более 90 С)." в нашем случае, можно не учитывать.

3."В случае с ватой разница в 20% говорит о том какая часть тепла уходит вместе с конвективным потоком. как видим не очень большая в виду малой площади пластины и малой разницы температур на ее концах. Вот такая интересная физика...."

Если я тот, что лежит на слое ваты, покрою сверху, вторым слоем ваты, перегрев вырастит на 20%??? и температура будет не 90С, а 108С???
Не верю (С) но при первой-же возможности проверю, чтобы не быть голословным.
ВикНик
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1621
Зарегистрирован: 08 мар 2011, 23:26
Откуда: Харьков
Благодарил (а): 25 раз.
Поблагодарили: 122 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение vadimka » 21 май 2012, 21:51

В любом случае тепло должно уйти в воздух! Других вариантов просто не существует . С какой бы там теплоемкостью не был материал.... предел всегда будет!
Аватар пользователя
vadimka
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 5121
Зарегистрирован: 10 окт 2010, 22:38
Откуда: Чуйская долина -- Норд - Рейн-Вестфалия (Рур гебит) Germany,Wesel
Благодарил (а): 224 раз.
Поблагодарили: 172 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение Proizvoditel » 21 май 2012, 23:03

Любой теплоизоляционный материал имеет вполне конечную теплопроводность, определяется его плотностью(пористостью) и самими материалом.У пенопласта теплопроводность меньше, чем у минваты. Но основным изолятором является воздух который содержится в порах.
Вата точно не является твердой поверхностью.
Самые интересные эффекты происходят на границе воздух/твердая поверхность, причем толщина этого слоя может быть несколько микрон. Чем быстрее обновляется этот слой тем лучше охлаждение.
Интересно поместить Ваши образы в большую банку, что бы исключить влияние посторонних потоков воздуха , в этом случае будет работать механизм естественной конвекции и прямой теплопередачи. (прямое поглощение воздухом , конечно не очень удачный термин, надеюсь его суть объяснил)
что на светодиод подашь, то и получишь
Proizvoditel
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2586
Зарегистрирован: 15 ноя 2011, 01:25
Откуда: Москва
Благодарил (а): 103 раз.
Поблагодарили: 177 раз.

Re: Остужаем светодиоды чтоб не сгорели

Сообщение Proizvoditel » 21 май 2012, 23:03

Любой теплоизоляционный материал имеет вполне конечную теплопроводность, определяется его плотностью(пористостью) и самими материалом.У пенопласта теплопроводность меньше, чем у минваты. Но основным изолятором является воздух который содержится в порах.
Вата точно не является твердой поверхностью.
Самые интересные эффекты происходят на границе воздух/твердая поверхность, причем толщина этого слоя может быть несколько микрон. Чем быстрее обновляется этот слой тем лучше охлаждение.
Интересно поместить Ваши образы в большую банку, что бы исключить влияние посторонних потоков воздуха , в этом случае будет работать механизм естественной конвекции и прямой теплопередачи. (прямое поглощение воздухом , конечно не очень удачный термин, надеюсь его суть объяснил)
что на светодиод подашь, то и получишь
Proizvoditel
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2586
Зарегистрирован: 15 ноя 2011, 01:25
Откуда: Москва
Благодарил (а): 103 раз.
Поблагодарили: 177 раз.

Пред.След.

Вернуться в Теоретические аспекты использования светодиодов

Кто сейчас на форуме

Зарегистрированные пользователи: 3Dservice, Baikal, Bing [Bot], BVlad, comrad, Светочъ, Google [Bot], Google Feedfetcher, kentik, Ledsvet2017, mailru, MAQ, Пашка177, Мифодий, Тимур З, Яндексбот