LED翅片散热器传热性能分析：实验与模拟

“LED翅片散热器传热性能研究 (2013年)”是一篇发表在2013年12月《江苏科技大学学报（自然科学版）》第27卷第6期的文章，作者包括聂宇宏、梁融、姚寿广和聂德云。该研究通过实验和数值模拟探讨了不同功率下家用LED灯翅片散热器的温度分布、表面传热系数等关键换热性能。 文章的核心内容主要涉及以下几个知识点： 1. **翅片散热器工作原理**：LED翅片散热器是用于降低LED灯具内部热量的关键组件，其主要通过增大表面积来提高散热效率，从而保护LED光源，延长其使用寿命。 2. **温度分布与空气速度的关系**：随着散热器温度的升高，翅片间的空气速度增加。当速度达到一定程度时，空气流态由层流转变为湍流。这一转变初期会导致基板温度升高，但随着湍流的出现，散热性能得到显著增强，进而导致基板温度下降并趋于稳定。 3. **功率对传热性能的影响**：随着LED功率的增加，平均表面传热系数略有增加，但这种增加对整体散热性能的影响并不显著。这提示设计者在考虑散热器性能时，功率因素并非决定性的，可能需要综合考虑其他设计参数。 4. **数值模拟与实验结合**：研究采用实验数据与数值模拟相结合的方法，这种方法可以更全面地理解和分析散热器的复杂热力学过程，提高研究的准确性和可靠性。 5. **湍流对散热的促进作用**：湍流状态的空气流动能更有效地带走热量，这是因为湍流增加了空气与翅片之间的接触面积和对流强度，从而提高了散热效率。 6. **传热系数**：传热系数是衡量传热性能的重要指标，它反映了单位面积上的热传递速率。在本研究中，尽管平均表面传热系数有所变化，但其对散热性能的整体影响较小，这表明其他因素如翅片设计、材料选择和空气流动模式可能更为关键。 7. **科研意义**：此研究对于理解和优化LED照明设备的散热设计具有重要的理论和实践价值，有助于开发出更高效、更节能的LED灯具产品。 通过这些深入研究，工程师和设计师可以更好地理解如何通过调整散热器的设计参数来改善LED灯的散热效果，以满足不同功率需求下的性能要求。