admin管理员组文章数量:1598084
2024年3月11日发(作者:)
散热原理——散热方式]
散热就是热量传递,而热的传递方式有三种:传导、对流和辐射。传导是由能量较低
的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量的方式,CPU和散热片之间的热量传递
主要是采用这种方式,这也是最普遍的一种热传递方式。对流是指气体或液体中较热部分
和较冷部分通过循环将温度均匀化,目前的散热器在散热片上添加风扇便是一种强制对流
法,电脑机箱中的散热风扇带动气体的流动也属于"强制热对流"散热方式。辐射顾名思义
就是将热能从热源直接向外界发散出去,该过程与热源表面颜色、材质及温度有关,辐射
的速度较慢,因此在散热器散热中所起到的作用十分有限(辐射可以在真空中进行)。这三
种散热方式都不是孤立的,在日常的热量传递中,这三种散热方式都是同时发生,共同发
挥作用的。
任何散热器也都会同时使用以上三种热传递方式,只是侧重有所不同。对于CPU散热
器,依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动散热和被动散热。前者常见的
是风冷散热器,而后者常见的就是散热片。进一步细分散热方式,可以分为风冷,液冷,
半导体制冷,压缩机制冷,液氮制冷等等。
风冷散热是最常见的,而且简单易用,就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有
价格相对较低,安装方便等优点。但对环境依赖比较高,例如气温升高以及超频时其散热
性能就会大受影响。
液冷 是使用液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量,与风冷相比具有安静、降
温稳定、对环境依赖小等等优点。液冷的价格相对较高,而且安装也相对麻烦一些。同时
安装时尽量按照说明书指导的方法安装才能获得最佳的散热效果。
半导体制冷
“N.P型半导体通过金属导流片链接,当电流由N通过P时,电场使N中的电子和P
中的空穴反向流动,他们产生的能量来自晶管的热能,于是在导流片上吸热,而在另一端
放热,产生温差”——这就是半导体制冷片的制冷原理。只要高温端的热量能有效的散发
掉,则低温端就不断的被冷却。在每个半导体颗粒上都产生温差,一个制冷片由几十个这
样的颗粒串联而成,从而在制冷片的两个表面形成一个温差。
利用这种温差现象,配合风冷/水冷对高温端进行降温,使得制冷片的散热效果强劲,
但是让制冷片全速运作的前提是供电必须要稳定(一版要几时W的功率),或者你需要为
制冷片单独设立一个供电设备,这样成本较高,而且如果高温端的散热不到位的话也比较
危险。
优点:能使温度降到非常理想的室温以下;并且可以通过使用闭环温控电路精确调整温
度,温度最高可以精确到0.1度;可靠性高,使用固体器件致冷,不会对CPU有磨损;使
用寿命长。
缺点:CPU周围可能会结露,有可能会造成主板短路;安装比较困难,需要一定的电
子知识。比较保险的方法是让半导体制冷器的冷面工作在20℃左右为宜
压缩机制冷:压缩机制冷其实已经是我们比较熟悉的方式了。在日常生活中,冰箱,
空调等制冷设备都是采用压缩机制冷方式。应用在个人电脑上,主要是将吸热部分集中在
CPU区域。压缩机制冷一般可以维持在零下100摄氏度左右。相对液氮的温度要高了不少,
并且通过妥善的安装,电脑硬件可以长期稳定的在机箱中运行,虽然噪音可能不小。
干冰、液氮制冷:干冰与液氮制冷都是依靠压缩或冷却气体在常温下气化,迅速吸收
大量的热来制冷。这两种极端的散热方式可以带来最为顶级的散热效果。是骨灰级超频玩
家降温的必用手段。但同时这种方法也是非常危险的。因为快速的温度下降导致的温差会
发生结露,容易导致主板等短路。
石墨导热 :由于具备了等向性(anisotropic)的特性,石墨在导热时是根据一定的
方向来流动的。其实在这样的特性下,石墨就很好区别于一般风冷材质的铜和铝,因为这
两种金属都不具备这种属性,所以也无法用它们来控制热的传输方向。所以是使用石墨散
热技术制造的产品就可以按着需要的方面来依次的进行热传导。
优点
散热片体积更小更轻
一片具有弹性而且可以定型小小的石墨片,经过了切割之后几乎可以应用在各种设备
上。它的最大传导系数为500W/mk(比热管要低)。而重量比铜轻了80%。并且比铝也
轻了30%。
缺点:
石墨的脆弱性
虽然石墨散热技术可以用铝箔包裹以保持其外形,但是脆弱本身是无法消去的。由于
我们在使用电脑和拆装一些电脑配件的时候,经常也不小心的将电脑配件撞击。这样的意
外承受压力也是产品本身需要考虑的。
成本问题
对于任何产品来说,成本问题都无法解决。我们之前所听说过的石墨散热技术,一般
是来自于比较昂贵的医疗器材上。石墨技术无疑是一个不错的医疗散热材料。但由于应用
于这些非常昂贵的医疗器材上也意味着其昂贵。
液态金属导热:这种冷却新技术利用镓和铟的混和液体作为散热剂,混和金属在10
度时为液态。这种冷却剂导热性能比水高65倍,比空气导热性高1600倍,因此液体金属
吸收热量效率极高。
虽然液态金属导热性极佳,但是其吸收的热量难以向外接释放,虽然液态金属能够带
来散热效率提升,但是远低于预期。
版权声明:本文标题:散热原理-散热方式 内容由热心网友自发贡献,该文观点仅代表作者本人, 转载请联系作者并注明出处:https://www.elefans.com/xitong/1710135607a250061.html, 本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,一经查实,本站将立刻删除。
发表评论