역열전달 해석 방법을 이용한 LED 조명용 서모사이펀식 방열기 연구

Title
역열전달 해석 방법을 이용한 LED 조명용 서모사이펀식 방열기 연구
Authors
김은희
Keywords
역열전달해석방법을이용한led조명용서모사이펀식방열기연구
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
본 연구는 LED 조명기기용으로 개발된 서모사이펀 방식의 heat pipe를 역열전달 방식의 유한요소해석을 통하여 열전달계수를 정량적으로 평가하였다. 실험과 해석은 총 3가지 사례가 진행되었다. 실험에서 얻어진 데이터와 해석 결과의 오차를 줄이는 시행착오 방법을 이용하여 연구를 진행하였다. 해석은 임의의 최초 열전달계수를 적용한 후 실험에서 얻은 데이터와 비교하여 비슷한 데이터를 찾아가는 역열전달 방식을 사용하였다. 구리로 제작된 방열기를 대상으로 첫번째 해석은 대기 상태에서, 냉매가 포함되지 않은 순수하게 방열기만을 고려하여 열전달해석을 진행하였다. 그 결과 방열기의 열전달계수는 40W/m2℃ 이었다. 두번째 해석은 방열기 내부에 냉매가 들어있으나 내부가 진공상태가 아니어서 냉매가 순환하지 않는 모델에 대한 열전달해석을 수행하였다. 그 결과 방열기의 몸통부분의 열전달계수는 95 W/m2℃이었다. 세번째로 진공상태에서 냉매가 순환되는 상태에서의 열전달계수는 몸통부분이 140 W/m2℃, 파이프 상승부의 열전달계수는 5W/m2℃, 파이프 최고점의 열전달계수는 35 W/m2℃, 하강부의 열전달계수는 120 W/m2℃가 나왔다. 해석으로부터 평가된 열전달 해석 모델을 실험 결과와 비교한 결과 실제 상황과 유사한 결과를 도출하였다. 연구에서 제시된 열전달 모델을 확인한 결과 진공 상태에서 냉매가 순환될 때 열전달성능이 가장 우수하였다
Description
1. 서 론 1 1.1. 연구 배경 및 목적 1 1.2. LED 조명 시스템 2 1.3 서모사이펀식 방열기 4 2. 역열전달 이론 5 3. 전처리 과정 7 3.1 CAD 및 유한요소 모델링 7 3.2 경계 조건 8 4. 역열전달 유한요소 해석 10 4.1 사례 1 : 대기압 하의 무냉매 10 4.2.1 측정 온도에 의한 해석 11 4.1.2 가상 내부 열원에 의한 해석 11 4.2 사례 2 : 대기압 하의 냉매 13 4.2.1 측정 온도에 의한 해석 13 4.1.2 가상 내부 열원에 의한 해석 14 4.2 사례 3 : 진공 하의 냉매 15 4.3.1 측정 온도에 의한 해석 15 4.3.2 가상 내부 열원에 의한 해석 16 5. 결론 16 참고문헌 List of Table Table. 1 Temperature distribution due to no refrigerant without vacuum (CASE1) 21 Table. 2 Temperature distribution due to refrigerant without vacuum (CASE 2) 22 Table. 3 Temperature distribution due to refrigerant with vacuum (CASE 3) 23 Table. 4 Table of temperature for Experimental data 24 Table. 5 Table of temperature for analysis based on experimental data 25 Table. 6 Table of temperature for analysis based on heat source 26 List of Figure Figure. 1 Thermo siphon heat pipe 27 Figure. 2 Schematic diagram of the improved heat pipe system 28 Figure. 3 Ge
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23756
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College of Engineering(공과대학) > Mechanical Engineering(기계공학) > Theses(기계공학 석박사 학위논문)
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