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Título : Diseño, simulación y construcción de un prototipo de disipador de calor de una luminaria LED para la optimización del uso de energía en alumbrado público
Autor : Almeida Mora, Esteban Andrés
Zumba Aldaz, Gabriela Paulina
Palabras clave : DISEÑO DE MÁQUINAS
TRANSFERENCIA DE CALOR
Fecha de publicación : 17-oct-2016
Editorial : Quito, 2016.
Citación : Almeida Mora, E. A., & Zumba Aldaz, G. P. (2016). Diseño, simulación y construcción de un prototipo de disipador de calor de una luminaria LED para la optimización del uso de energía en alumbrado público. 136 hojas. Quito : EPN.
Resumen : The main objective of this project is to design, simulate and build a prototype of heat sink for a LED luminaire in order to improve the efficiency and guarantee the lower use of energy in the public lighting. For this purpose, a review of concepts of LED technology, and an analysis of energy consumption with the current situation of the Ecuadorian lighting system has been performed. Then the design parameters for the heat sink using reverse engineering have been defined, using the NOVALED model as reference. Likewise, a mathematical modeling has been developed to analyze the performance of a finned heat sink, subjected to forced convection. To analyze the effect of the parameters involved, a program has been developed in MATLAB®. This code has allowed us to change the heat-sink’s geometric variables, which influence the heat exchange. Also, we have suggested four alternatives of heat-sinks, which have been simulated in ANSYS®, to evaluate the functionality and select the best options. For validating the theoretical findings, a test bench has been constructed, and two heat sinks have been built and experimentally assessed. It was noted that one of alternatives showed similar results to NOVALED. Finally, a cost analysis of the manufacture for the heat sink has been conducted.
Descripción : El presente proyecto tiene como objetivo diseñar, simular y construir un prototipo de disipador de calor para una luminaria LED para mejorar la eficiencia y garantizar el menor uso de energía en el alumbrado público. Con este fin, se realizó una revisión de conceptos sobre tecnología LED y un análisis del consumo energético conforme la situación actual del alumbrado en Ecuador. A continuación, se definieron los parámetros de diseño del disipador, para lo cual se tomó como referencia el modelo NOVALED utilizando ingeniería inversa. Así mismo, se realizó una modelación matemática, donde se usó el caso de aletas sometidas a convección forzada y se elaboró un programa en MATLAB® modificando las variables geométricas, las cuales influyen en el intercambio de calor. Posteriormente se simularon en ANSYS®, cuatro alternativas de disipadores para evaluar la funcionalidad y seleccionar las mejores opciones considerando los parámetros anteriores. Además, para validar los resultados teóricos, se construyeron un banco de pruebas y dos disipadores (fueron seleccionados con los resultados teóricos) y experimentalmente se observó que una alternativa propuesta arrojó resultados similares al de referencia. Las otras tres no presentaron mejoras. Finalmente se realizó el análisis de costos de la fabricación del disipador con materiales disponibles del mercado nacional.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16744
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