Что находится в трубках радиатора охлаждения процессора

Теплова́я тру́бка, теплотру́бка (англ. heat pipe ) — элемент системы охлаждения, принцип работы которого основан на том, что в закрытых трубках из теплопроводящего металла (например, меди) находится легкокипящая жидкость. Перенос тепла происходит за счёт того, что жидкость испаряется на горячем конце трубки, поглощая теплоту испарения, и конденсируется на холодном, откуда перемещается обратно на горячий конец.

Тепловые трубки бывают двух видов: гладкостенные и с пористым покрытием изнутри. В гладкостенных трубках сконденсировавшаяся жидкость возвращается в зону испарения под действием исключительно силы тяжести — иными словами, такая трубка будет работать только в положении, когда зона конденсации находится выше зоны испарения, а жидкость имеет возможность стекать в зону испарения. Тепловые трубки с наполнителем (фитилями, керамикой и т. п.) могут работать практически в любом положении, поскольку жидкость возвращается в зону испарения по его порам под действием капиллярных сил, а сила тяжести в этом процессе играет незначительную роль.

Материалы и хладагенты для тепловых трубок выбираются в зависимости от условий применения: от жидкого гелия для сверхнизких температур до ртути и даже индия для высокотемпературных применений. Однако большинство современных трубок в качестве рабочей жидкости используют аммиак, воду, метанол и этанол.

Содержание

История [ править | править код ]

Основной принцип работы тепловых трубок с использованием гравитации (т. н. двухфазные термосифоны) датируется веком пара. Современные концепции с использованием капиллярного эффекта в тепловых трубках предложены R.S. Gaugler из General Motors в 1942 г. (патент US2448261A [1] ) [2] . Преимущества капиллярных систем были также независимо проработаны и продемонстрированы Джорджом Грувером (George Grover) из Лос-Аламосской национальной лаборатории в 1963 году и впоследствии опубликованы в Journal of Applied Physics.

Рабочие тела [ править | править код ]

Вещество от, К до, К
Гелий, жидкий 2 4
Вода 298 573
Этанол 273 403
Метанол 283 403
Аммиак 213 373
Ртуть 523 923
Натрий 873 1473
Индий 2000 3000

Ограничения [ править | править код ]

Имеют ограниченный эффективный диапазон использования. При превышении расчетной температуры вся охлаждающая жидкость может перейти в пар, что приведет к катастрофическому снижению теплопроводности трубки (до 1/80). И наоборот, при недостаточной температуре жидкость плохо испаряется.

Читайте также:  Сколько ватт потребляет электрочайник

Применение [ править | править код ]

Компьютеры [ править | править код ]

Тепловые трубки начали использоваться в компьютерных системах с конца 1990-х годов, когда повышение мощности и увеличение тепловыделения привели к повышению требований к системам охлаждения. В настоящее время они широко используются во многих современных компьютерных системах, как правило, для отвода тепла от центральных и графических процессоров, к радиаторам, где тепловая энергия рассеивается в окружающую среду. Иногда также применяются для охлаждения микросхем чипсетов и в смартфонах. Если при этом не используется вентилятор, такие системы могут быть абсолютно бесшумны.

Кухня [ править | править код ]

Первым коммерческим продуктом на термотрубках была «Волшебная кухонная термоигла» (англ. Thermal Magic Cooking Pin ), разработанная компанией Energy Conversion Systems, Inc. и продававшаяся с 1966 года, использовавшая воду в качестве рабочего тела. Корпус был из нержавеющей стали, с внутренним медным покрытием. Одним концом трубка втыкалась в кусок мяса, другой конец выходил в духовку, откуда он передавал тепло внутрь приготавливаемого блюда. За счёт более быстрого прогрева, время приготовления больших кусков мяса сокращалось вдвое.

Такой же принцип используется в походных печах.

Микроклимат в помещении [ править | править код ]

Трубки с успехом используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC), в частности в системах рекуперации воздуха, когда удаляемый из помещения воздух обменивается теплом со свежим, поступающим с улицы. Производители таких систем заявляют об их эффективности на уровне 75%.

Космос [ править | править код ]

Компактность и эффективность термотрубок — причина широкого применения в космической технике. При этом приходится учитывать такие особенности работы в космосе, как: микрогравитация, рассеивание энергии только за счёт излучения, ограниченность электрической мощности, в связи с чем предпочтение отдаётся пассивным системам, большой срок службы, в связи с невозможностью (или крайней ограниченностью) технического обслуживания.

Ядерная энергетика [ править | править код ]

С начала 1990-х годов предлагались многочисленные энергетические системы на ядерных реакторах, использующие термотрубки для транспортировки тепла между активной зоной реактора и системой преобразования энергии. Первый ядерный реактор для производства электроэнергии с использованием тепловых трубок был запущен 13 сентября 2012 года в демонстрационном режиме.

Солнечная энергетика [ править | править код ]

Применяются в солнечной энергетике, для повышения эффективности вакуумных солнечных коллекторов.

Прочее [ править | править код ]

Также тепловые трубки используются в мощных светодиодных лампах.

Трубка медная знаю, внутри какой то газ под давлением (я так думаю),т.к. одну такую раздербанил. )))
в момент прокола трубки произошел выход какого то газа или что то такое со звуком))).стенка трубки около 0.3-0.5 мм внутри она ПОЛАЯ и заполнена ЧЕМ ТО . Вопрос — ЧЕМ?

Читайте также:  Как добавить погоду на экран блокировки

На счёт вентилятора — он старается на все 100% . но толку то,до него температура даже не доходит!

Александр Митрофанов

27 октября 2003

Огонь, вода и медные трубы

Как видно из заголовка, сегодня мы будем охлаждать самый горячий на сегодняшний день процессор ("Огонь" :). Естественно, это процессор Pentium4, максимальное тепловыделение которого близко к отметке 100Вт. Причем, этот рубеж будет преодолен с выходом процессоров на новом ядре Prescott. Понятно, что для охлаждения таких процессоров классические алюминиевые кулеры окажутся совершенно неэффективными. Поэтому производители ищут альтернативные методы охлаждения, два из которых мы сегодня рассмотрим. Первый — это система жидкостного охлаждения Poseidon ("Вода"), а второй — воздушные кулеры с использованием "тепловых" трубок ("медные трубы" :).

Пара слов о "тепловых" трубах. Основная задача тепловой трубки — максимально быстро передать тепло с одного конца на другое. Как правило, тепловая трубка изготавливается из меди; внутри нее легкокипящая жидкость. Внутри трубки (в той части, которая наиболее приближена к источнику тепла) жидкость испаряется, поглощая тепло. А на другом конце трубки жидкость конденсируется, при условии если к трубке подсоединен какой либо радиатор. Иными словами, "тепловая трубка" предназначена исключительно для передачи тепла, но сама по себе охладить процессор (или другой источник тепла) не в состоянии. Кстати, мы уже рассматривали подобные системы охлаждения — речь идет о кулере для видеокарт Zalman ZM80C-HP.

Thermalright SP-94

У тайваньской компании Thermalright очень интересный подход к бизнесу: она продает только радиаторы. То есть пользователь должен сам установить вентилятор по своему вкусу. Радиатор поставляется в большой картонной коробке:

Стоит отметить, что все компоненты тщательно упакованы в поролон, для предотвращения повреждений при транспортировке. Помимо самого радиатора, в комплекте есть крепеж, усилительная пластина, шприц с термопастой и крепеж для вентилятора.

В первую очередь, рассматриваем конструкцию радиатора.

Итак, на полностью медном основании установлено более двух десятков медных ребер. А для более быстрой теплопередачи в основание радиатора встроено три "тепловых" трубки.

При этом, каждое ребро соприкасается с трубкой довольно обширной площадью. Для этого отверстия в ребрах имеют специальные "лепестки", которые плотно охватывают трубку. Кроме того, между "трубкой" и "лепестком" есть небольшой слой термоинтерфейса, что также способствует теплопередаче.

Не менее качественно реализован контакт между ребрами и основанием радиатора. Каждое ребро вставлено в специальную прорезь в основании. Кроме того, ребра имеют небольшие площадки, которые соприкасаются с верхней стороной основания. В этом месте активно используется термоинтерфейс.

В результате можно сделать вывод о том, что хотя ребра и основание не составляют единого целого, эффективность радиатора SP-94 не уступает цельномедному.

Что касается основания, то качество его обработки очень, очень хорошее. Как и на большинстве качественных кулеров, на основании есть защитная пленка, которую нужно снять непосредственно перед установкой радиатора. Кстати, установка радиатора процесс весьма длительный и обычному пользователю может показаться трудным. Особенно, если учесть отсутствие руководства по установке как внутри коробки, так и на сайте компании.

Впрочем, этот продукт нацелен на оверклокеров и прочую "продвинутую" публику, у которой и с руками и с головой все в порядке. Итак, первый шаг — необходимо снять крепежную рамку с материнской платы. Для этого вынимаем пластиковые штыри, а потом, используя, плоскогубцы (или сильные пальцы 🙂 снимаем рамку.

Следующий шаг — устанавливаем усилительную пластину. В центре этой пластины есть резиновая прокладка, которая не допускает какого-либо замыкания. Для этого в отверстия материнской платы продеваем специальные штифты, и закручиваем их. Сильно закручивать не обязательно — достаточно нескольких оборотов.

При желании под втулки можно проложить пластиковые прокладки, которые входят в комплектацию SP-94.

Следующий шаг — наносим слой термопасты (я использовал КПТ-8); устанавливаем радиатор и смотрим на отпечаток. Если все штифты закручены равномерно, то мы получаем полный отпечаток процессора.

Далее все просто: вставляем подпружиненные винты и равномерно закручиваем их до упора.

После установки остаются лишние детали :), но не стоит беспокоится — так и должно быть (они запасные).

Следующий шаг — установка вентилятора. Для этого берем подходящий вентилятор и фиксируем его с помощью проволочного крепежа:

На радиатор SP-94 допускается установка 80 и 92мм вентиляторов. Какой именно вентилятор установить: шумный и производительный, или тихий — это целиком и полностью забота пользователя. При тестировании я использовал 92мм вентилятор Zalman ZM-F2 со скоростью вращения

2800RPM и уровнем шума

Предварительный вывод: радиатор SP-94 производит впечатление добротного и эффективного продукта, который заинтересует в первую очередь оверклокеров. Что касается процедуры установки, то с одной стороны она простая (думать не надо :), но с другой — довольно длительная.

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *