Комплексная модель распределения температуры для контроля тепловых характеристик бытовых светодиодных ламп
https://doi.org/10.25206/1813-8225-2024-189-48-55
EDN: OVVLPW
Аннотация
В работе рассматривается вопрос динамики передачи тепла в бытовой светодиодной лампе и сценарии упрощения моделирования теплового распределения, включающие учет теплопроводности, конвекцию и влияние нескольких светодиодных источников света. Представлен комплексный анализ процессов распределения тепла в бытовых светодиодных лампах и разработка математической модели теплового излучения светодиодного источника света с использованием метода конечных разностей. Разработанная модель учитывает геометрию лампы, свойства материалов и условия окружающей среды. Особое внимание уделяется влиянию расположения светодиодов в системе лампы. Анализ процессов распределения тепла сопровождается формулированием математической модели теплового излучения, исходящего от светодиодного источника света, с использованием метода конечных разностей. Новизна исследования заключается в том, что в математическую модель включены объемная геометрия лампы и источника света, сценарии учета различных параметров модели. Верификация модели показала точность до 93 %. Исследование направлено на создание более реалистичного и точного метода моделирования и анализа теплового управления в многосветодиодных осветительных приборах бытового назначения.
Об авторе
В. П. Кузьменко
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия
Россия
Кузьменко Владимир Павлович, кандидат технических наук, доцент кафедры электромеханики и робототехники (№ 32)
AuthorID (РИНЦ): 1111872
AuthorID (SCOPUS): 57215003337
г. Санкт-Петербург
Список литературы
1. Cai M., Liang Z., Kunmiao T. [et al.]. Junction Temperature Prediction for LED Luminaires Based on a Subsystem-Separated Thermal Modeling Method // IEEE Access. 2019. P. 1–1. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2936924.
2. Wang C., Zhang Ch., Chen Q. [et al.]. Heat management of LED-based Cu2O deposits on the optimal structure of heat sink // High Temperature Materials and Processes. 2023. Vol. 42, no. 1. P. 20220277. DOI: 10.1515/htmp-2022-0277.
3. Huang Yi., Shen Sh., Li H. [et al.]. Numerical analysis on the thermal performances of different types of fin heat sink for high-power led lamp cooling // Thermal Science. 2019. Vol. 23. P. 625–636. DOI: 10.2298/TSCI170623233H.
4. Şahin N., Çiçek B. A. Numerical Analysis of Thermal Management for High Power LED Street Lights // International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. 2018. Vol. 2. P. 1–12. DOI: 10.15623/ijret.2018.0702007.
5. Kuzmenko V. P., Solonyy S. V., Rysin A. V. Qualimetric Model of Heat Sinks of LED Lightning Devices Based on their Thermal Models // 2022 Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2022. P. 1695–1697. DOI: 10.1109/ElConRus54750.2022.9755619.
6. Orth T., Krahl M., Parlevliet P. P. [et al.]. Optical thermal model for LED heating in thermoset-automated fiber placement // Advanced Manufacturing Polymer & Composites Science. 2018. Vol. 4. P. 72–81. DOI: 10.1080/20550340.2018.1507798.
7. Бозриков А. В., Алексеев В. С., Антонов И. Н. Современные проблемы производства энергоэффективных систем освещения // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. Т. 1, № 3 (54). С. 80–84. EDN: PVMFZV.
8. Шириев Р. Р., Борисов А. Н., Валеев А. А. Об обеспечении теплового режима светодиодного источника света // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2022. Т. 24, № 3. С. 112–120. DOI: 10.30724/1998-9903-2022-24-3-112-120. EDN: ZIJECR.
9. Кушнарев А. С., Макаров О. Ю. Методика обеспечения тепловых режимов радиоэлектронных устройств с мощными светодиодами // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2019. Т. 15, № 3. С. 90–95. DOI: 10.25987/VSTU.2019.15.3.013. EDN: FGSIIE.
10. Aladov A. V., Bulashevich K. A., Chernyakov A. E. [et al.]. Thermal resistanсe and nonuniform distribution of electroluminescence and temperature in high-power AlGaInN light-emitting diodes // St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics. 2015. № 2 (218). P. 74–83. DOI: 10.5862/JPM.218.7. EDN: TZGPAJ.
11. Аладов А. В., Белов И. В., Валюхов В. П. [и др.]. Исследование теплового режима в мощных светодиодных матрицах // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. 2018. Т. 11, № 3. С. 39–51. DOI: 10.18721/JPM.11304. EDN: YBRQVN.
12. Кузьменко В. П., Шишлаков В. Ф., Соленый С. В. [и др.]. Исследовательские испытания светодиодных источников света // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2019. Т. 62, № 7. С. 632–640. DOI: 10.17586/0021-3454-2019-62-7-632-640. EDN: PLVUMB.
Рецензия
Для цитирования:
Кузьменко ВП. Комплексная модель распределения температуры для контроля тепловых характеристик бытовых светодиодных ламп. Омский научный вестник. 2024;(1):48-55. https://doi.org/10.25206/1813-8225-2024-189-48-55. EDN: OVVLPW
For citation:
Kuzmenko VP. Complex temperature distribution model for controlling the thermal performance of household led lamps. Omsk Scientific Bulletin. 2024;(1):48-55. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/1813-8225-2024-189-48-55. EDN: OVVLPW
Просмотров:
21
JATS XML
Послать статью по эл. почте 