河南GPU熱管散熱器設(shè)計(jì)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-10-14

目前主流的熱管散熱器標(biāo)配多是四根熱管。熱管散熱是一種利用相變過(guò)程中要吸收/散發(fā)熱量的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行冷卻的技術(shù),率先由IBM較初引入筆記本中。熱管的出現(xiàn)已經(jīng)有數(shù)十年的歷史,而在計(jì)算機(jī)散熱領(lǐng)域被寬泛采用還是近些年的事,但發(fā)展迅猛。小到CPU散熱器、顯卡/主板散熱器,大到機(jī)箱,我們都可以看到熱管的身影。熱管具有熱傳遞速度極快的優(yōu)點(diǎn),安裝至散熱器中可以有效的降低熱阻值,增加散熱效率,具有極高的導(dǎo)熱性,高達(dá)純銅導(dǎo)熱能力的上百倍,有“熱超導(dǎo)體”之美稱(chēng)。工藝過(guò)關(guān)、設(shè)計(jì)出色的熱管CPU散熱器,將具有普通無(wú)熱管風(fēng)冷散熱器無(wú)法達(dá)到的強(qiáng)勁性能。目前的CPU散熱器中,絕大多數(shù)都采用了熱管技術(shù)。熱管散熱器散熱裝置熱阻極小,在有限的空間范圍內(nèi)能迅速地散發(fā)出自己更多的熱量。河南GPU熱管散熱器設(shè)計(jì)

河南GPU熱管散熱器設(shè)計(jì),熱管散熱器

熱管散熱器作為一種極高導(dǎo)熱元件,熱管只要是靠在真空中加入液態(tài)介質(zhì)相變時(shí)吸收和釋放汽化潛熱的循環(huán)來(lái)傳遞熱量,防爆熱管散熱器,由于介質(zhì)的汽化潛熱很大,同時(shí)熱阻極低,所以熱管的導(dǎo)熱率極高,通常情況下,4-8mm直徑銅熱管的導(dǎo)熱能力是同直徑截面實(shí)心銅的40倍以上。較早熱管技術(shù)在上個(gè)世紀(jì)四十年代就已經(jīng)被申請(qǐng)了特利技術(shù),到六十年代被正式稱(chēng)之為“熱管”,并且形成了一套相對(duì)完整的理論體系。一直到上個(gè)世紀(jì)末熱管技術(shù)不斷成熟并開(kāi)始應(yīng)用,先從航天工業(yè)慢慢的逐漸走入民用。如今熱管已經(jīng)成為了一種非常常見(jiàn)的導(dǎo)熱設(shè)備。盡管,目前熱管散熱產(chǎn)品種類(lèi)繁多,然而基于成本的考慮,熱管散熱器卻沒(méi)有得到多方面普及。市場(chǎng)總出貨量較大的低端入門(mén)散熱產(chǎn)品竟難以尋覓熱管的身影,這也意味著絕大多數(shù)用戶(hù)還無(wú)法享受到熱管帶來(lái)的好處,這不得不說(shuō)是一大遺憾。由于低端產(chǎn)品的發(fā)熱較低散熱的要求也不是很高,再加上成本問(wèn)題。熱管散熱器一時(shí)還不太容易完全普及。不過(guò)隨著散熱技術(shù)的革新和成本控制發(fā)展,這一日遲早會(huì)來(lái)臨。山西風(fēng)能熱管散熱器制造熱管散熱器具有傳熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。

河南GPU熱管散熱器設(shè)計(jì),熱管散熱器

熱管具有熱傳遞速度極快的優(yōu)點(diǎn),安裝至散熱器中可以有效的降低熱阻值,增加散熱效率,具有極高的導(dǎo)熱性,高達(dá)純銅導(dǎo)熱能力的上百倍,有“熱超導(dǎo)體”之美稱(chēng)。工藝過(guò)關(guān)、設(shè)計(jì)出色的熱管CPU散熱器,將具有普通無(wú)熱管風(fēng)冷散熱器無(wú)法達(dá)到的強(qiáng)勁性能。目前的CPU散熱器中,絕大多數(shù)都采用了熱管技術(shù)。熱管的傳熱效率和直徑、結(jié)構(gòu)、工藝等都有關(guān),目前中檔次比較高的熱管散熱器中多采用6mm的熱管,也有個(gè)別用的是8mm產(chǎn)品。某研究所給出了一組參考數(shù)值,直徑為3mm的熱管,2.8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)熱傳遞周期中只能傳遞15W的熱量,而直徑為5mm的熱管,在1.8個(gè)熱傳遞周期只大熱量傳遞達(dá)到了45W,是3mm熱管的3倍!而8mm的熱管產(chǎn)品只需0.6個(gè)周期就可以傳遞高達(dá)80W的熱量。如此高的傳熱量,如果沒(méi)有良好的散熱片設(shè)計(jì)和風(fēng)扇配合,很容易導(dǎo)致熱量無(wú)法正常發(fā)散。顯然,熱管的直徑對(duì)傳熱有很明顯的影響,直徑越大則效果越好,但并非一味直徑大就能造出很好的產(chǎn)品,中間涉及到熱管的組合、排列、結(jié)合方式及成本等,但是對(duì)于CPU熱管散熱器來(lái)說(shuō),因?yàn)樾枰獋鬟f的熱量并不是很大,瓶頸并非在熱管的性能上,更而是在熱管與鰭片的傳遞效率上。

熱管散熱器內(nèi)回流液的重力影響明顯超出我們的想象,工質(zhì)回流的阻力增大,導(dǎo)致回流液量減少,蒸發(fā)段溫度自然升高,傳熱性能急劇下降,也導(dǎo)致GPU溫度大幅提升。遇到這種情況的不但但是顯卡熱管散熱器,還有可能出現(xiàn)類(lèi)似情況的CPU熱管散熱器。只是大部分顯卡熱管散熱器的尺寸和結(jié)構(gòu),顯卡垂直安裝時(shí)毛細(xì)限制的可能性會(huì)更大,矛盾會(huì)更加突出。熱管散熱器蒸發(fā)段和冷卻段之間的軸向溫度分布均勻,基本相等。熱管散熱器具有控制腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。熱管散熱器可以在無(wú)重力場(chǎng)的環(huán)境下使用。

河南GPU熱管散熱器設(shè)計(jì),熱管散熱器

充有氨、甲醇等液體的熱管散熱器在低溫時(shí)仍具有可以很好的散熱技術(shù)能力。熱管散熱器運(yùn)行時(shí),其蒸發(fā)段吸收其他熱源(功率控制半導(dǎo)體電子器件等)產(chǎn)生的熱量,使其吸液芯管中的液體內(nèi)部沸騰化成為了蒸汽。帶有一定熱量的蒸汽時(shí)代就從熱管散熱器的蒸發(fā)段向其冷卻段移動(dòng),當(dāng)蒸汽把熱量數(shù)據(jù)傳給冷卻段后,蒸汽就冷凝成液體。冷凝的液體便通過(guò)管壁上吸液芯的管壓力作用返回到自然蒸發(fā)段,如此簡(jiǎn)單重復(fù)利用上述循環(huán)過(guò)程需要不斷地提高散熱。熱管散熱器由密封管、吸液芯和蒸汽進(jìn)行通道重要組成。吸液芯環(huán)繞在一個(gè)密封管的管壁上,浸有能揮發(fā)的飽和以及液體。這種發(fā)展液體可以是使用蒸餾水,也可以是氨、甲醇等。熱管散熱器由管殼、吸液芯和端蓋組成。河南GPU熱管散熱器設(shè)計(jì)

熱管散熱器可以簡(jiǎn)化電子設(shè)備的散熱設(shè)計(jì)。河南GPU熱管散熱器設(shè)計(jì)

管殼材料的腐蝕、溶解:工作液體在管殼內(nèi)連續(xù)流動(dòng),同時(shí)存在著溫差、雜質(zhì)等因素,使管殼材料發(fā)生溶解和腐蝕,流動(dòng)阻力增大,使熱管傳熱性能降低。當(dāng)管殼被腐蝕后,引起強(qiáng)度下降,甚至引起管殼的腐蝕穿孔,使熱管完全失效。這類(lèi)現(xiàn)象常發(fā)生在堿金屬高溫?zé)峁苤?。我們平時(shí)使用的風(fēng)冷熱管的性能,從原理上來(lái)說(shuō),也是會(huì)隨著時(shí)間逐漸衰減的。工業(yè)熱管經(jīng)過(guò)了20年的演變,熱管工藝本身可能也在發(fā)生著變化。同款散熱器,隨著時(shí)間的推移,熱管導(dǎo)熱性能確實(shí)有著一定程度的下降。河南GPU熱管散熱器設(shè)計(jì)

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