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LED조명 냉각용 방사형 평판핀을 갖는 자연대류 히트싱크의 열성능에 대한 실험적 연구

Experimental Study on Thermal Performance of Natural Convective Heat Sinks with Radial Plate-fins for LED Lighting Cooling

  • 안병훈 (An Byounghoon, 아주대학교 일반대학원)

초록/요약

이 논문에서는 LED조명 냉각용 방사형 평판핀을 갖는 자연대류 히트싱크에 대하여 수직인 경우와 수평인 경우로 나누어 핀 Nusselt수 상관식을 제시하였다. 상관식을 제시하기 위하여 히트싱크의 핀 개수, 핀 높이, Rayleigh수를 다양화하여 광범위하게 실험하였다. 제시한 핀 Nusselt수 상관식은 Rayleigh수가 100,000에서 1,000,000사이, 베이스의 직경과 핀 높이의 비가 2:1에서 6:1사이, 핀 개수가 9개에서 72개 사이일 경우에 적용할 수 있다. 도출한 상관식으로부터 핀 개수와 핀 두께의 함수로 열저항을 구할 수 있고, 열저항이 최소가 되는 핀 개수와 핀 두께를 알 수 있다.

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초록/요약

In this paper, a correlation for estimating the Nusselt number for natural convection from cylinders with vertically and horizontally oriented plate-fins is suggested. For this purpose, extensive experimental investigations are performed for various fin numbers, heights and base temperatures. The present correlation is applicable for Rayleigh numbers between 100,000 and 1,000,000, ratios of fin height and cylinder diameters between 2:1 and 6:1, and fin numbers between 9and 72. From the correlation, a contour map, which depicts the thermal resistance as a function of fin number and fin thickness is presented. The contour map shows a set of the fin number and the fin thickness for which the thermal resistance is minimized.

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목차

감사의 글 = iv
요 약 = v
목 차 = vi
LIST OF FIGURES = viii
LIST OF PHOTOGRAPHS = x
LIST OF TABLES = xi
Nomenclature = xii
Greek symbols = xiii
Subscripts = xiv
1. 서론 = 1
1.1 연구배경 = 1
1.2 연구동향 = 3
1.3 연구목적 = 5
2. 실험장치 및 방법 = 14
2.1 실험장치 준비 = 14
2.2 실험장치 구성 = 15
2.3 실험방법 = 17
2.3.1 본 실험 = 17
2.3.2 열손실 측정 실험 = 18
2.3.3 불확실도 = 19
3. 해석이론 = 48
3.1 수직 원통형 히트싱크에 대한 해석이론 = 50
3.1.1 수직 원통형 히트싱크 핀의 자유유동 경계층 = 50
3.1.2 수직 원통형 히트싱에 대한 Nusselt수 상관식 = 50
3.2 수평 원통형 히트싱크에 대한 해석이론 = 53
4. 실험결과 및 고찰 = 59
4.1 수직원통형 히트싱크에 대한 실험결과 및 고찰 = 59
4.2 수평원통형 히트싱크에 대한 실험결과 및 고찰 = 60
5. 결론 = 72
참고문헌 = 73
ABSTRACT = 75

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