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cpu散热器热管工作原理

发布时间:2012-01-08 09:54     点击:    关注官方微博:

■了解热管从定义开始

当我们作为一名消费者去购买散热器的时候,最关注的一大特征就是热管及其数量。热管数量多与少和散热器的性能好与坏有直接的关系,可以说,热管数量越多散热性能越佳。

购买散热器的时候,最关注的一大特征就是热管及其数量

其实,热管,对于大多数人来说并不陌生,但谈到热管内部构造以及工作原理时,寻修网http://www.seekxiu.com/相信很多DIY玩家都是一头雾水。热管到底由什么组成?其工作原理又是如何?今天,与大家一同揭开我们身边最熟悉的“陌生人——热管”的神秘面纱。

形状各异的热管

形状各异的热管

还是先要给“热管”下个定义,这样方便后续的文章更加详细介绍热管的工作原理。热管简单的解释,它是一种具有极高导热性能的传热元件,它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量,它利用毛吸作用等流体原理,起到类似冰箱压缩机制冷的效果。其具有极高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向可逆性、可远距离传替等一系列优点。

在半个世纪前的某一天,热管作为传热元件被发明并且应用,而后被引入散热器制造行业。今天寻修网http://www.seekxiu.com/将揭开陪伴我们N年的熟悉陌生人的真实面目。

■热管如何给CPU散热器降温解暑?

热管的出现已经有数十年的历史,而在PC散热领域被广泛采用还是近些年的事,但发展迅猛。小到CPU散热器、显卡散热器,大到机箱,我们都可以看到热管的身影。大量CPU散热器已经采用热管的今天,很多人不能完全理解一个多则8跟少则2跟热管的散热是如何给CPU散热器降温解暑呢?

其实原理很简单。物体的吸热、放热是相对的,凡是有温度差存在的时候,就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。热管就是利用蒸发制冷,让热管两端温度差很大,使热量快速传导。

热管工作原理图

热管工作原理图

热管技术的原理其实很简单,就是利用工作流体的蒸发与冷凝来传递热量。将铜管内部抽真空后充入工作流体,流体以蒸发--冷凝的相变过程在内部反复循环,不断将热端的热量传至冷却端,从而形成将热量从管子的一端传至另一端的传热过程。关于热管更深入的工作原理,寻修网http://www.seekxiu.com/进行了百度搜索,将在下段文字展开讲述!

热管工作的动态模型

热管工作的动态模型

一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态,充入适当的液体,这种液体沸点低,容易挥发。管壁有吸液芯,其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端,另外一端为冷凝端,当热管一端受热时,毛细管中的液体迅速蒸发,蒸气在微小的压力差下流向另外一端,并且释放出热量,重新凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段,如此循环不止,热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。

■为何50年前发明,25年后应用CPU散热器?

50年美国人发明热管,15年前热管被广泛应用于PC散热中,是什么原因让众多散热器厂商选择了热管这种传热元件?

热管性能

热管性能

从使用角度看主要有三大优点:一是采用热管的散热器比起传统的风冷散热器有成倍的效能提升,打破了风冷极限和噪音的困扰。二是热管还可以让散热器设计成任何形状,不必再担心与其他配件发生干涉。三是热管在热传递上的高效能,也让设计者不必大量采用价格昂贵的铜材,只需轻薄的铝片贴合热管外壁,既能达到理想散热性能。

以上三大热管使用优点,都是基于热管自身的优良特性:极高导热性,优良的均温性,热流密度、方向可变性。热管主要是靠工作介质相变时吸收和释放汽化潜热的循环来传递热量,由于介质的汽化潜热很大,同时热阻极低,所以热管的导热率极高。通常情况下,导热能力要比实心铜高400倍。

■如何选购优质热管是核心!

很多喜欢动手改造的玩家把废弃的CPU散热拆解想一探究竟,也是为了自己在下次购买的时候,或长经验,或不被奸商坑骗。

目前市面中有些廉价的热管散热器,这其中也包括了某些显卡散热器,虽然采用了热管,但外壁往往用的是铝材,而且内部的毛细工艺也几乎不可能采用粉末烧结工艺,因此性能必然不会像高端热管那样优秀。选购的时候,我们不能对这种产品的散热性能报以过多的希望。

热管的分类

热管的分类

认识热管的分类有助于我们挑选优质的散热器,虽然在PC用散热器中的热管大部分采用的是铜作为主要材料,但是因为结构的不同造成散热性能也大相径庭。目前在四种分类中注:丝网、沟槽、粉末烧结与纤维)大部分是以沟槽和烧结式两种结构。

在这些结构中,烧结式热管的性能最好。在热管散热器刚刚问世的时候,由于沟槽热管价格比较便宜,烧结式热管价格比较贵,散热器制造厂商往往基于成本的考虑选择前一种热管。

烧结式热管

烧结式热管

沟槽式方向性的优点也成了它的致命缺点,一旦弯折导热性能大幅度下跌。而热管烧结对铜粉质量、纯度,单铜粉颗粒直径、烧结温度、烧结均匀度都提出了很高的要求。因此制造一根优异的烧结式热管并非容易的事情。随着技术、工艺的成熟,现在能够生产烧结式热管的厂商越来越多了,已经普及。

提醒消费者购买时一定要看清热管的种类,同工艺和成本制造的烧结热管,热传导能力也是不一样的。

■热管PK风冷散热器

热管最早应用于航空航天领域,见怪不怪因为这里是科学家的威武之地。10年前被引用到PC行业可谓是具有划时代意义。极高的导热效能,为PC散热器的性能提升带来了充分的发挥空间。那么热管与风冷散热器PK孰优孰劣?

传统风冷散热器

传统风冷散热器

热管散热器

热管散热器

噪音问题

噪音问题

1、在噪音方面:传统风冷散热器全部依靠风扇的转速给CPU散热,噪音问题会成为静音用户的憎恨对象。热管散热器的出现,这种情况就不复存在,甚至可以摆脱风扇,实现被动散热零噪音的效果。

2、在性能方面:采用热管的散热器比起传统的风冷散热器有成倍的效能提升,打破了风冷极限。同时,热管在热传递上的高效能,也让设计者不必大量采用价格昂贵的铜材,只需轻薄的铝片帖合热管外壁,就能达到理想散热效果。

3、在兼容性方面:热管还可以让散热器设计成各种形状,不必再担心与其他配件发生冲突,兼容性更优秀。

4、在环保方面:因为热管自冷散热系统无需风扇、没有噪音、免维修、安全可靠,热管风冷甚至自冷可以取代水冷系统,节约水资源和相关的辅助设备投资。

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