Liquid Cooling PC บนโลหะเหลว? [ปิด]

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณใส่โลหะเหลวจำนวนมากลงในลูปการระบายความร้อนที่กำหนดเองแทนน้ำ / สารหล่อเย็น คุณจะเผชิญกับความท้าทายอะไร จะมีประโยชน์ใด ๆ ในการทำเช่นนี้หรือไม่?

โบนัส: จะเป็นอย่างไรถ้าคุณใช้ท่อทองแดงแทนหลอดพลาสติก / แก้วมาตรฐานและสูบของเหลวโลหะผ่านท่อทองแดง และยังใช้บล็อก CPU ทองแดงเช่นกัน?

ทุกอย่างในคำตอบของ Keltari นั้นถูกต้องฉันแค่อยากจะขยายมันด้วยข้อมูลสำคัญอื่น ๆ :

เมื่อคุณต้องการ "ถ่ายโอนความร้อน" คุณต้องจัดการกับ 2 ค่าหลัก: การนำความร้อนและความจุความร้อน อย่างแรกคือความง่ายในการรับ / ให้ความร้อนจาก / สู่วัสดุอื่น ๆ เช่นรับความร้อนจากพื้นผิวที่ร้อนและให้ความร้อนกับพื้นผิวเย็น อย่างที่สองคือเก็บพลังงานได้เท่าไหร่

การนำความร้อนของโลหะเหลวนั้นต่ำมากเมื่อเทียบกับของแข็ง อลูมิเนียมบริสุทธิ์แข็งมีค่าการนำความร้อนประมาณ 200 W / (m K) ทองแดงบริสุทธิ์ประมาณ 390 W / (m K) ในทางกลับกันปรอทมีค่าประมาณ 8.5 W / (m K) และค่าน้ำประมาณ 0.6 W / (m K) ดังนั้นโลหะเหลวจึงดีกว่าน้ำสำหรับการถ่ายเทความร้อน แต่แย่กว่าโลหะแข็ง

ความจุความร้อนเป็นอีกส่วนหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 1 K (เช่น 1 ° C หรือ 2 ° F) สำหรับน้ำของเหลวต้องใช้ 4.187 kJ / kg ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงแบบเดียวกันสำหรับปรอทคือ 0.125 kJ / kg นี่หมายถึงความร้อนเดียวกันจากพื้นผิวซีพียูเกิดขึ้น 32 ครั้ง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ใหญ่ขึ้นของปรอท!

ถ้าเราคิดอย่างง่ายๆการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้น 14 เท่าและความจุความร้อนที่แย่กว่า 32 เท่านั้นคือผลรวมที่แย่กว่าประมาณ 50% ที่เกี่ยวข้องกับการระบายความร้อนด้วยน้ำและยังไม่ได้คำนึงถึงปัจจัยอันตรายอื่น ๆ เช่นความเป็นพิษ (การคำนวณนี้ไม่เหมาะสมเนื่องจากมีพารามิเตอร์อื่น ๆ อีกมากมายที่ค่าเหล่านี้ขึ้นอยู่กับเช่นอุณหภูมิปัจจุบันความดันและการกระจายด้านข้างในการโอน ฯลฯ )

ขณะที่อยู่บนพื้นผิวสิ่งนี้อาจเป็นความคิดที่ดี แต่จริงๆแล้วมันเป็นความคิดที่แย่มาก

มีโลหะสองชนิด (ไม่รวมโลหะผสม) ที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง: ปรอทและแกลเลียม

ก่อนอื่นปรอทเป็นพิษอย่างยิ่งและควรได้รับการจัดการโดยผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น

แกลเลียมจะกัดกร่อนอลูมิเนียมและเหล็กซึ่งเป็นสิ่งที่สารหล่อเย็นไหลผ่าน / ผ่านเพื่อระบายความร้อน ในที่สุดมันจะทำลายข้อต่อและแผ่นระบายความร้อนซึ่งจะนำไปสู่ปัญหาต่อไป

ทั้งปรอทและแกลเลียมเป็นตัวนำไฟฟ้า หากของเหลวสองอย่างใดอย่างหนึ่งรั่วไหลไปยังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มันอาจทำให้เกิดกางเกงขาสั้นและทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหายได้ และอีกครั้งปรอทเป็นพิษอย่างยิ่ง เพียงอย่างเดียวนี่คือเหตุผลที่จะไม่ใช้พวกเขา

ปรอทและแกลเลียมมีอัตราการขยายตัวสูงเนื่องจากความร้อน ภายใต้ความร้อนสูงพวกมันสามารถขยายตัวได้อย่างมากและความดันจะทำลายเส้นทำความเย็น

แกลเลียมนั้นไม่ใช่ของเหลวที่อุณหภูมิห้อง มีจุดหลอมเหลวที่ 85.58 ° F (29.76 ° C) ซึ่งหมายความว่าพีซีถูกปิดและเย็นลงอย่างสมบูรณ์แกลเลียมจะแข็งตัว ซึ่งแน่นอนว่าอาจทำให้เกิดปัญหาเนื่องจากของเหลวจะไม่สามารถไหลได้

การแก้ไขในความคิดเพิ่มเติม:

ปรอทหนักมากหนักมาก ปรอทหนึ่งลิตรมีน้ำหนักเส้นผมต่ำกว่า 30 ปอนด์ (13.5 กิโลกรัม) แกลเลียมหนึ่งลิตรหนัก 13.02 ปอนด์ (6 กิโลกรัม) มันต้องใช้ปั๊มขนาดใหญ่เพื่อเคลื่อนย้ายของเหลวนั้นไปรอบ ๆ น้ำหนักเพียงอย่างเดียวอาจทำให้ PCBs งอหรือแตกได้

ตัวระบายความร้อนซีพียูโลหะเหลวมีอยู่แล้ว:

http://www.guru3d.com/articles-pages/danamics-lmx-superleggera-review,1.html

อันนี้ใช้ NaK: โลหะผสมยูเทคติกของโซเดียมและโพแทสเซียมที่ทำปฏิกิริยากับอากาศน้ำและสิ่งใด ๆ :

https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-potassium_alloy

โลหะผสมเดียวกันใช้สำหรับระบายความร้อนในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์

จะมีประโยชน์ใด ๆ ในการทำเช่นนี้หรือไม่?

ไม่ได้วนรอบ WC ไม่ใช่ห่วงความร้อนส่วนกลางของคุณซึ่งทำงานกับการไล่ระดับอุณหภูมิ ในวงจรขนาดปกติที่เหมาะสมขนาดน้ำยาหล่อเย็นจะหมุนเวียนอย่างรวดเร็วพอที่องค์ประกอบทั้งหมด (บล็อกและหม้อน้ำ) มีอุณหภูมิใกล้เคียงกัน ซึ่งหมายความว่าสารหล่อเย็นที่ดีกว่าจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนักและวงทั้งหมดนั้นถูก จำกัด ด้วยประสิทธิภาพของหม้อน้ำ ถึงแม้ว่าจะเป็นเช่นนั้นนัทกล่าวว่าการถ่ายเทความร้อนจากสารหล่อเย็นคือ [ความจุความร้อน] * [อัตราการไหล] ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะพูดเกินจริงว่าจะง่ายกว่าการเปลี่ยนปั๊มเป็นบางอย่างจากซีรี่ส์ Laing E (และเปลี่ยนท่อให้ใหญ่ขึ้นเพื่อรักษาแรงเสียดทานต่ำ) แทนที่จะออกแบบทุกอย่างตั้งแต่เริ่มต้นสำหรับน้ำยาหล่อเย็นโลหะเหลว

แม้แต่ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์โลหะเหลวไม่เพียงใช้เพราะมีความจุความร้อนมากกว่าน้ำ แต่เนื่องจากน้ำมีคุณสมบัติการควบคุมนิวตรอนซึ่งทำให้ไม่ต้องไปใช้กับเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนเร็ว (เช่น USS Seawolf)

โบนัส: จะเป็นอย่างไรถ้าคุณใช้ท่อทองแดงแทนหลอดพลาสติก / แก้วมาตรฐานและสูบของเหลวโลหะผ่านท่อทองแดง

ไม่มีอะไร ความเร็วของการถ่ายเทความร้อนตามท่อทองแดงนั้นไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับความเร็วของการถ่ายเทความร้อนผ่านสารหล่อเย็นที่เคลื่อนไหวอยู่ภายใน เช่นเดียวกับ heatpipes พวกมันเป็นทองแดงในการเคลื่อนความร้อนเข้าและออก ตามยาวแล้วความร้อนจะถูกเคลื่อนย้ายโดยไอ - นั่นคือเหตุผลที่เมื่อการเจาะทะลุ

และยังใช้บล็อก CPU ทองแดงเช่นกัน?

ส่วนใหญ่เป็นทองแดงแล้ว หากไม่ชัดเจนอาจเป็นเพราะชุบนิกเกิล

ถ้าคุณต้องการการปรับปรุงประสิทธิภาพของ WC อย่างรุนแรงให้ย้ายหม้อน้ำไปยังที่เย็น ๆ เช่นออกไปนอกหน้าต่าง ความเครียดในฤดูหนาว 16 ° C สามารถทำได้อย่างง่ายดายในช่วงฤดูหนาว:) การรักษาหม้อน้ำในอากาศเดียวกันกับส่วนประกอบอื่น ๆ จะทำให้ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของ WC: ทำให้ความร้อนเคลื่อนย้ายไกลออกไป

สิ่งนี้อาจเป็นอันตรายได้ง่ายและดูเหมือนจะเป็นประเด็นความปลอดภัยที่สำคัญสำหรับคนที่ลองใช้ที่บ้าน ดังนั้นอย่างจริงจังการตอบสนองนี้เป็นสมมุติ - อย่าลองสิ่งนี้ที่บ้าน ฯลฯ

@ คำตอบของ uDevถูกต้องแล้วว่าคุณต้องคำนึงถึงสองสิ่งเป็นหลัก:

1. การนำความร้อน : พลังงานความร้อน (ความร้อน) เคลื่อนที่ผ่านสารได้เร็วแค่ไหน

2. ความจุความร้อน : พลังงานความร้อน (ความร้อน) สารสามารถเก็บ (ในกรณีนี้ก่อนที่มันจะร้อนเกินกว่าที่จะดูดซับอีกต่อไป)

น้ำมักจะเป็นสารหล่อเย็นที่ดีเพราะมันมีความจุความร้อนค่อนข้างสูง นี่คือมันต้องใช้ความร้อนจำนวนมากในการอุ่นเครื่อง

ที่กล่าวว่าฉันคิดว่าบางคำตอบอื่น ๆ ประเมินค่าสูงเกินไปว่าความจุความร้อนที่สำคัญคืออะไรในกรณีนี้ ปัญหาคือเราไม่ได้แค่ทำความร้อนให้กับสารทำความเย็นในปริมาณที่กำหนดเท่านั้น น้ำหล่อเย็นจะไหลอย่างต่อเนื่องเช่นที่เราเป็นห่วง

• [ความจุความร้อน] * [อัตราการไหล]

ดังนั้นหากเลือกสารหล่อเย็นที่มีความจุความร้อนต่ำกว่าจะสามารถชดเชยความแตกต่างได้โดยการเพิ่มอัตราการไหลของสารหล่อเย็นถึงขีด จำกัด ที่เหมาะสมเช่นในกรณีที่ความร้อนแรงเสียดทานของการไหลของของเหลวกลายเป็นปัญหาหรือแรงดันของการไหล ความเสียหาย

ดังนั้นใช่ในหลักการการนำความร้อนที่มากขึ้นของโลหะเหลวอาจจะเป็นประโยชน์ในการออกแบบที่บาง

ข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติคือลูปการระบายความร้อนมีแหล่งความต้านทานความร้อนเพียงแหล่งเดียวในกลไกการทำความเย็น ดังนั้นแม้ว่ามันจะได้รับการปรับปรุงให้มีความต้านทานความร้อนที่มีประสิทธิภาพต่ำมาก แต่ความต้านทานความร้อนโดยรวมของระบบอาจยังคงเพิ่มขึ้นโดยความต้านทานความร้อนของ CPU และตัวแลกเปลี่ยนความร้อน