CPU散熱器在系統關機後的去熱能力?

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引用:

Originally posted by HigH

考慮銅在27度時的密度8933(kg/m^3)
定壓比熱Cp = 385 (J/kg-K)
熱容量 = 8933*385 = 3439.2(kJ/m^3-K)

鋁27度時密度2702(kg/m^3)
定壓比熱Cp = 903(J/kg-K)
熱容量 = 2702*903 = 2439.9(kJ/m^3-K)

表示單位體積下,銅能比鋁裝下更多的熱量
雖銅的表面溫度與熱擴散率都較高,但 "可能" 無法彌補熱容量的差異
因此在熱源移除後,整個銅塊的降溫的速度也許較慢
至於會不會真的較慢,還得考慮體積與表面積的比值與對流熱傳的速度
沒仔細算過,沒辦法完全肯定
不過我之前的確沒有考慮到熱容量的問題^^;

這部分個人持保留態度,因為銅熱容量雖然較大
但與穩態熱傳速率卻無關係
一維穩態熱傳導公式 q = k(dT/dx)
q是熱傳率,k是熱傳導係數,dx是銅片厚度,dT是中心與表面溫度差
式中看不到任何有關熱容量的項
因此在穩態熱傳中,銅只充當導熱的介質而已,熱容量可以忽略之
而q傳到表面時,必須有其他型態的熱傳把熱帶走
以CPU散熱器來說,帶走熱量的是空氣的對流
因此公式會變成 q = k(dT/dx) = h(Ti-To)
後續發展前面幾篇文章已經講過了
直接引出結論:

當熱源穩定時,銅散熱器的熱傳導效率會比鋁還好
(當然還是要再次強調,兩個散熱器必須長的一模一樣才能比較)

另外風扇沒力,銅散熱器散熱會變差的問題,跟流體力學比較有關係
流體流過一個板狀物體,會因為本身的黏滯效應
接近板面的流體會黏住,與板的相對速度為零
離板面較遠的流體還是會繼續前進
流體剛接觸板子時只有極接近板面的薄薄一層受影響
但是流體是有黏性的,黏住的流體會對其他運動中的流體產生拉力
漸漸的,流體越流越深入,受影響的流體也越來越厚
這層受影響的流體稱為boundary layer(邊界層)
因為邊界層的關係,冷空氣將難以接近到金屬壁
若管路狹小,後方空氣的"壓力"又不足,空氣可能進入短短一段範圍就停止了
增加空氣壓力的方法只有加強風力
但有人會說,加強風力,Reynolds number(雷諾數)會變大,空氣會變成紊流
這麼一來邊界層反而更大,空氣更難以進入
到底邊界層的影響會不會大於後面空氣的壓力,這我就不是粉清楚
也許無力扇吹出來的風也是紊流,那從層流 --> 紊流造成的邊界層厚度大增就不是粉重要了

這段的結論是啥?
其實只是在說散熱片太密也不行,會阻礙空氣流動
太疏也不行,空氣與金屬的接觸面積會不夠
唯有風扇與散熱片匹配良好的散熱器材能有最佳效果

不談理論(理論我沒興趣),依散熱器在機殼理的狀態...
風扇沒力時,也就是熱量無法排出,機殼溫度升高,銅比鋁能"裝下"更多熱量,銅散熱器的溫度會比鋁散熱器高吧!!!

其實我不管理論,好的散熱器上市後能得到大多數人的認可,那就是好散熱器,管它個製程價錢

或許非一體成型,也非銅散熱器,只是用鋁製冷媒導管型的散熱器,拿來討論吧!!!
不管是重量及導熱,都優於一體成型的銅散熱器...

2002-05-08, 07:57 AM #43

orangehunter

Major Member

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文章: 151

討論深度看來有點落差，小弟不才來補充中間這段....
1.(比熱/熱容量)和(導熱性/熱傳導係數)是兩個不同的獨立性質
2.巨觀上熱量一定是從高溫傳往低溫，
必定是從熱源Die(高溫)→散熱片(中溫)→空氣(低溫)，
溫差越大傳得越快，越小傳越慢，
所以不會有"把空氣熱量再回收保溫"的事情，
關機後Die的溫度也必定是一路降低

__________________
*

2002-05-08, 09:03 AM #45

h/w-ken

Amateur Member

加入日期: Apr 2001

您的住址: 台灣

文章: 38

熱量是由『溫度高傳到溫度低』的方向。

引用:

Originally posted by orangehunter
討論深度看來有點落差，小弟不才來補充中間這段....
1.(比熱/熱容量)和(導熱性/熱傳導係數)是兩個不同的獨立性質
2.巨觀上熱量一定是從高溫傳往低溫，
必定是從熱源Die(高溫)→散熱片(中溫)→空氣(低溫)，
溫差越大傳得越快，越小傳越慢，
所以不會有"把空氣熱量再回收保溫"的事情，
關機後Die的溫度也必定是一路降低

這是熱力的最基本概念，所以DIE根本不可能在關電之後，溫度還會上升，除非是受到其他溫度更高的東西感染（POWER？），不然CPU溫度只會一直降低。

__________________
http://home.pchome.com.tw/online/hsimingli/pn.jpg

2002-05-08, 09:47 AM #46

pighouse

Major Member

加入日期: Oct 2001

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文章: 169

Re: 熱量是由『溫度高傳到溫度低』的方向。

引用:

Originally posted by h/w-ken

這是熱力的最基本概念，所以DIE根本不可能在關電之後，溫度還會上升，除非是受到其他溫度更高的東西感染（POWER？），不然CPU溫度只會一直降低。

不知道能詳細說明理論的幾位大大
能不能有一些再設計上實際的想法
我個人用8045
覺得是不錯
但是總覺得再設計上有一些問題
如銅底厚度和長寬太不成比例
以及鰭片長度是否適當
也想過不知道有沒有更好的設計
我個人認為的前提是
重量要低於500g
面積限制在8*8區域內
想看看有沒有實際設計方向
或是大家互相討論甚至計算
以這裡其他大大的工具
或是乾脆去台大工廠問師傅如何加工
來設計一個不錯的產品
我想以這裡的敗家風
只要展品夠好
必定一堆人搶這要

ps:傳說台大有某位教授有漢學生一起設計過一款散熱器
還用雷射加工,不知道是真的假的

2002-05-08, 10:05 AM #47

plaything

Major Member

加入日期: Jul 2001

您的住址: taiwan

文章: 244

熱力/熱傳學的理論推導一般只能適用於簡單幾何形狀上面的分析
真的要拿來對於CPU/Cooler/FAN/Case這整個系統,純用理論進行分析
那是極度困難的事情,連專精的教授都做不出來
一般在實際工程上,最多是將系統建立模型後,丟進數值分析軟體用電腦去跑,
可以得到一些近似結果而已
不過一般來說台灣作cooler的都是一些小小公司,根本不可能有那個人力財力去做這種分析,
通常一般他們設計cooler都是根據經驗法則:
"散熱片要多重有多重,鰭片要多密有多密,風扇要多吵有多吵,
再掛上一個好聽名字找測試網站推銷就好了,你是不是新來的這還要我教阿??"

至於那些連熱傳學都沒讀過,只是多摸了幾個cooler,
就自創出一堆奇怪散熱理論的網站雜誌高手講的東西,還是別聽的好

2002-05-08, 04:17 PM #48

lovedkny999

Amateur Member

加入日期: Feb 2002

您的住址: 林家花園的池塘裡

文章: 44

雖然看不是很懂～～
但也得到了不少知識(多多少少啦

)
小弟個人還是比較傾向於安靜的風扇，至於CPU多熱？
只要不燒掉就行了

__________________
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2002-05-09, 12:43 AM #50

E.J Advance Member 加入日期: Jun 2001 您的住址: 台南文章: 368	酷!簡直就像研究所一樣,書都殺出來了...有空我會去找找書看看!! 真是難得的經典討論...受益匪淺,再次感恩!!
2002-05-08, 07:58 AM #44

dmdm Junior Member 加入日期: Mar 2000 您的住址: 山間角落文章: 804	哈哈哈哈.....樓上的大哥寫的可真好啊~~ __________________ 活著的時候一定要快樂，因為死了以後時間很長。 ---奧格威
2002-05-08, 07:39 PM #49