ท่อความร้อนคืออะไร? [ปิด]

ฉันเคยถามตัวเองด้วยคำถามนี้มานานกว่า 10 ปีแล้ว ... ท่อความร้อนคืออะไร? ตัวอย่างเช่นบนตัวระบายความร้อนซีพียู
ดูเหมือนว่าไม่มีเหตุผลอย่างยิ่งสำหรับฉันที่ 4,6,8 หรือฉันไม่รู้ว่าท่อความร้อนจะมีประสิทธิภาพมากแค่ไหนในการถ่ายโอนความร้อนไปยังครีบอลูมิเนียมมากกว่าแค่ใช้บล็อกทองแดงที่เป็นของแข็ง หรือทำไมไม่เพียงแค่ทิ้งไว้และติดครีบใกล้กับซีพียู? ฉันหมายความว่าคุณยังสามารถใช้ทองแดงได้เล็กน้อย แต่ไม่ใช่ท่อความร้อนสองนิ้วขึ้นไป ..

มันดูเหมือนว่าเป็นเรื่องการตลาดสำหรับฉัน ฉันหมายถึงตัวระบายความร้อนในหุ้นของ Intel ทำได้ดีโดยไม่มีท่อความร้อน (พิจารณาว่ามีขนาดเล็กแค่ไหนและมีครีบไม่มาก)

Heat "Sink" ตามปกติ แต่อาจเรียกได้ว่าผิดมีสองงาน:

1. ระบายความร้อนออกจาก CPU โดยตรงโดยเร็วที่สุด
2. เพื่อให้ความร้อนที่ถูกอพยพหายไปโดยไม่ต้องให้ความร้อนเข้าสู่ระบบที่คุณพยายามทำให้เย็นลง

ส่วนที่สองนี้เป็นสาเหตุที่ฉันไม่ชอบคำว่า "sink" ก็หมายความว่าคุณสามารถให้ความร้อนไหล "ลงท่อระบายน้ำ" โดยไม่ต้องกรอกอ่าง

ตามปกติแล้วโลหะ "ครีบ" ของตัวกระจายความร้อนจะให้พื้นที่ผิวสัมผัสกับอากาศรอบตัวสูงสุดดังนั้นความร้อนจะย้ายจากครีบไปสู่อากาศและถูกเป่าออกโดยพัดลมดูดอากาศของระบบโดยเร็วที่สุด หากครีบไม่สามารถกำจัดความร้อนได้เร็วพอพัดลมสามารถติดตั้งกับเครื่องกระจายเพื่อเพิ่มปริมาณของอากาศที่สัมผัสกับพื้นผิวที่กระจายต่อช่วงเวลาเพิ่มการถ่ายโอนความร้อนจาก ครีบสู่อากาศ

แนวคิดหลักบางประการคือ:

1. ความร้อน (พลังงาน) จะย้ายจากตัวนำพลังงานสูงสุดไปยังตัวนำพลังงานต่ำสุดที่มีอยู่เสมอ เมื่อคุณใส่ก้อนน้ำแข็งลงในแก้วน้ำความร้อนจะเคลื่อนจากน้ำไปยังก้อนน้ำแข็งซึ่งจะช่วยลดความร้อนในน้ำ
2. คุณไม่สามารถทำให้วัตถุเย็นลงโดยการย้ายความร้อนไปยังวัตถุที่ร้อนกว่าแล้ว โดยทั่วไปหมายความว่าคุณจะไม่สามารถทำให้ CPU เย็นลงจนต่ำกว่าอุณหภูมิห้องโดยไม่ต้องใช้สารทำความเย็น
3. วัสดุที่มีความร้อนจำเพาะต่ำกว่าจะทำให้ความร้อนเร็วขึ้นและเย็นลงเร็วกว่าวัสดุที่มีความร้อนจำเพาะสูง

ดังนั้นในสถานการณ์ดั้งเดิมตัวกระจายความร้อนมีความร้อนจำเพาะต่ำกว่าซีพียูตายดังนั้นความร้อนจึงไหลเข้ามาอย่างรวดเร็ว ความร้อนจำเพาะต่ำยังช่วยให้ความร้อนแลกเปลี่ยนเป็นอากาศ แต่อัตราจะแตกต่างกันไปตามปริมาณของความร้อนที่เกิดขึ้นกับช่วงเวลาใด ๆ

ข้อบกพร่องในวิธีการนี้คือเกิดอะไรขึ้นเมื่อซีพียูผลิตความร้อนมาก / วินาทีที่ตัวกระจายความร้อนไม่สามารถอพยพออกมาได้เร็วพอทำให้ตัวกระจายความร้อนไปถึงจุดที่ความร้อนจะไม่ไหลเข้าไปอีก (หรือจะ ใช้ความร้อนอย่างช้าๆในปริมาณที่น้อยเกินไป) ซึ่งความร้อนของ CPU จะไม่ไปไหน

นั่นเป็นสิ่งสำคัญที่จะแยกความกังวลของการอพยพความร้อนทันทีจากความตายและการอพยพความร้อนจากเครื่องกระจายความร้อนแบบค่อยเป็นค่อยไป ถ้าเราสามารถรับความร้อนจากซีพียูได้อย่างรวดเร็วมันก็ไม่สำคัญกับเราว่าครีบจะหายไปในอากาศเร็วแค่ไหน

ท่อความร้อนได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อระบายความร้อนออกจาก CPU โดยเร็วที่สุดและเคลื่อนย้ายออกห่างจากความตายมากกว่าแบบดั้งเดิมซึ่งทำให้ทั้งระบบมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อ CPU กำลังทำงานร้อนและอาจกระจายตัวกระจายแบบดั้งเดิม

ท่อความร้อนของวัสดุนั้นประกอบไปด้วย (เช่นเดียวกับวัสดุที่สัมผัสกับ CPU โดยตรง) จะต้องมีความร้อนจำเพาะต่ำมากและมีความต้านทานต่อการนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ มวลของวัสดุนำไฟฟ้ามีผลกระทบต่อสมการนี้เช่นกันว่าท่อที่มีมวลต่ำกว่ามากขึ้นทีละตัวจะทำงานได้ดีกว่าท่อที่มีมวลรวมเท่ากันน้อยกว่า ดังนั้นจากมุมมองนั้นทุกอย่างเท่าเทียมกัน (และไม่ค่อยมี) ท่อยิ่งมีความสามารถในการอพยพมากขึ้นในช่วงเวลาใดก็ตาม

นั่นเป็นคำตอบที่มากกว่าที่คุณต้องการและแสดงถึงความรู้ทางอุณหพลศาสตร์เพียงเล็กน้อย แต่หวังว่ามันจะเป็นประโยชน์สำหรับคุณ

โดยทั่วไปท่อความร้อนจะเป็นท่อเพื่อระบายความร้อน (ไม่มี duh) ไปยังครีบที่ครีบระบายความร้อนของคุณ แผงระบายความร้อนจะเพิ่มพื้นที่ผิวและปรับปรุงการระบายความร้อนและพัดลมของคุณช่วยในการระบายความร้อนเพิ่มเติม ท่อความร้อนที่พบมากที่สุดคือทองแดงและมักจะยึดติดกับครีบอลูมิเนียม ทองแดงนำความร้อนได้ดีกว่าอลูมิเนียม