M1 ve M2 kategorisinde tanımlanan yol aydınlatma sınıflarına uygun ve yüksek verimli LED'li yol aydınlatma armatür modellerinin tasarımı ve termal analizi
Design and thermal analysis of high efficiency LEDs for street illumination armatures in M1 and M2 categories
- Tez No: 540357
- Danışmanlar: PROF. DR. NECMETTİN ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Aksaray Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Işık yayan diyotlar (LED'ler) elektrik enerjisini doğrudan ışık enerjisine dönüştüren yarı-iletken cihazlardır. Bununla birlikte LED'ler kendisine uygulanan elektrik enerjisinin ancak % 20'sini ışık enerjisine dönüştürebilmektedir. Geri kalan enerji ısı enerjisine dönüşerek LED çiplerinde yüksek sıcaklığa sebep olmaktadır. LED'lerde oluşan yüksek ısı akısı, LED'lerin ömür, kararlılık ve güvenirliğini olumsuz yönde etkilemektedir. Özellikle yüksek güçlü LED'lerde jonksiyon sıcaklığını izin verilen sınırın altında tutmak şarttır. Bu nedenle LED paketlerinin etkili termal yönetimi LED'lerin performansını geliştirmek açısından önemlidir. Bu tez çalışmasında, sokak aydınlatmasında kullanılmak üzere yüksek güçlü LED paketlerinin ve bu LED'lerde oluşan ısıyı uzaklaştırmak amacıyla ısı borulu soğutucu plakanın tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan LED paketine entegre edilen ısı borulu soğutucu plaka ve kanatçıkların termal davranışları ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak simüle edilmiştir. Tasarımda U-tipi silindirik bakır ısı boruları kullanılmıştır. İlk olarak soğutucu plaka üzerinde bulunan kanatçıkların optimum boyutları belirlenmiştir. İkinci olarak, farklı sayı, çap ve uzunluklarda ısı boruları için termal analiz yapılmış ve optimum değerler elde edilmiştir. Sonrasında, LED paketlerin bileşenleri olarak kullanılacak uygun malzemeler belirlenmiştir. Son olarak LED çip hacminin maksimum sıcaklık üzerindeki etkisini belirlemek için dört farklı çip hacmine sahip yüksek güçlü LED modelleri kullanılarak termal analizler yapılmıştır. Akışın sürekli rejimde ve sıkıştırılamaz olduğu varsayılarak her bir LED modeli için farklı türbülans modellerinin ve duvar yaklaşımlarının etkileri değerlendirilmiştir. ANSYS Fluent programında yapılan analizlerin doğrulanması için deneysel bir düzenek oluşturulmuş ve sistemin belirli noktalarında sıcaklık ölçümleri alınmıştır. Deneysel ölçümlerden elde edilen sonuçlar sayısal sonuçlarla uyumlu çıkmıştır.
Özet (Çeviri)
Light emitting diodes (LEDs) are solid state semiconductor devices that directly convert electrical energy into light energy. However, LEDs convert only about 20% of the applied electric energy to light energy. The remaining energy is converted into heat energy, causing high temperatures in the LED chips. High heat fluxes in the LEDs limit the reliability, stability and lifetime of them. Especially in high power LEDs, it is necessary to keep the junction temperature below the allowable limit. So, effective thermal management of the LED package is critical to improve LED performance. In this thesis, LED packages were designed to be used in street lighting. In order to remove the heat generated from the LEDs, a heat sink heat pipe geometry was designed and modeled. Thermal behavior of the heat sink heat pipe model with fins integrated into the LED packages are simulated using the ANSYS Fluent software. U-shaped cylindrical copper heat pipes are used in the design. Firstly, the optimum dimensions of the fins on the heat sink were determined. Secondly, thermal analyses were performed for different numbers, diameters and lengths of heat pipes and optimum values were obtained. Afterwards, suitable materials to be used as components of LED packages were determined. Finally, thermal analyses were performed using high power LED models with four different chip volumes to determine the effect of the LED chip volume on the maximum temperature. The effects of different turbulence models and wall approaches were evaluated by assumed continuous conditions and incompressible flow conditions for each LED model. An experimental set up was established for the verification of analyzes performed at ANSYS Fluent and temperature measurements were taken at certain points of the system. The experimental results were consistent with the numerical results.
Benzer Tezler
- Atık polipropilen ve dokuma cam lifi ile desteklenen osb panellerin balistik, hızlandırılmış uv yaşlandırma ve ısı iletkenliği özelliklerinin belirlenmesi
Determination of the ballistic, accelerated uv aging and thermal conductivity properties of osb panels supported by waste polypropylene and woven glass fiber
ESER SÖZEN
Doktora
Türkçe
2019
Ormancılık ve Orman MühendisliğiBartın ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN GÜNDÜZ
- Gama ışınlamasının M1 ve M2 generasyonlarında bakla (Vicia faba L.)'nın bazı bitkisel özellikleri üzerine etkileri
The effects of gamma irradiation on some plant characteristics of faba bean (Vicia faba L.) in M1 and M2 generations
CENGİZ ARTIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERKUT PEKŞEN
- Skopolamin uygulanan ve yem verilen aç farelerde konvülsiyon oluşmasına M1 ve M2 muskarinik reseptör alt tiplerinin katkısının değerlendirilmesi
Evaluation of the contribution of M1 and M2 muscarinic receptor subtypes to the convulsions in fasted mice treated with scopolamine and given food
MERVE SAYGI BACANAK
Doktora
Türkçe
2017
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURHAN ENGİNAR
- Soya çeşitlerine uygulanan farklı radyasyon dozlarının M1 ve M2 bitkilerinin çeşitli karakterleri üzerine etkisi
The Effect of various radiation doses on some characters of M1 and M2 generations of two soybean varieties
ZAFER SAĞEL
- Pamuk bitkisinde (gossypium hirsutum L.) M1 ve M2 döl kuşaklarında kobalt 60'ın mutasyon etkilerinin araştırılması
Investigations on the mutation effects of cobalt 60 in M1 and M2 generations of cotton plants (gossypium hirsutum L.)
AHMET KUŞDEMİR