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        電腦散熱器中的科學(xué)原理

        2007-01-01 00:00:00
        物理教學(xué)探討 2007年2期

        大家都知道,熱的傳遞方式有三種:傳導(dǎo)、對流和輻射。一般散熱器都會同時有以上三種熱傳遞方式,只是側(cè)重有所不同。

        在電腦主機(jī)里面的中央處理器、以及顯示卡等,面積不到2cm2,但功耗卻達(dá)到幾十瓦,如果不能及時將熱量散發(fā),將出出現(xiàn)溫度過高燒壞元器件的可能。所以必須有一個控制度溫的器件,那就是散熱器。從散熱的方式上來看大至有這么一些產(chǎn)品。

        圖1是早期的產(chǎn)品,它的散熱片是黑色的,它的散熱方式主要是靠與空氣的傳導(dǎo)方式和熱的輻射方式進(jìn)行散熱,把CPU中心的熱能通過鋁片傳給空氣,在散熱器的上面分散有許多片狀的涂成黑色的鋁片,不但能夠增加表面積,而且黑色物體的散熱能力較強(qiáng),能盡快地散熱。

        圖2所示的散熱器,在前面的基礎(chǔ)上加了一個風(fēng)扇,目的是為了加快空氣的流動速度,讓熱更快地從中心傳導(dǎo)到鋁片的各個葉片上,然后以對流的方式使熱傳到空氣中。從而降低蕊片的溫度。

        圖3是一個顯示卡的熱管散熱器示意圖,其工作原理如圖4所示。熱管散熱器一般是中空的圓柱形,其中裝有易蒸發(fā)的液體。熱管中始終保持真空狀態(tài),其中液體的溫度與環(huán)境溫度相近。當(dāng)熱量被揮發(fā)層(由易于蒸發(fā)的液體組成,液體蒸發(fā)會吸收熱量)吸收后,液體就迅速被加熱到沸點產(chǎn)生蒸汽,蒸汽上升到冷卻層,(氣體液化的時候會放熱)當(dāng)熱量被釋放后,蒸汽重新凝結(jié)成液滴,由于受到重力或者其他內(nèi)力的作用,液滴重新回到揮發(fā)層,繼續(xù)被蒸發(fā),然后被冷卻,這就形成一個周而復(fù)始的循環(huán),推動這一循環(huán)的就是熱源。散熱器加上這一功能能使蕊片的溫度能迅速的擴(kuò)散到散熱片上,再擴(kuò)散到空氣中達(dá)到降溫的作用。

        還有一種不太常用的水冷式散熱器如圖5所示,它主要由ABC三個部份組成,B是放在電腦蕊片上的散熱器,A是把熱量擴(kuò)散到空氣中的散熱器,C是使管道內(nèi)水不斷循環(huán)的一個動力裝置。在所有的物質(zhì)之中,水的比熱最大,在密閉的管道內(nèi),水把B的熱能(B的溫度較高,通過傳導(dǎo)的方式把熱量傳到水中)帶到A(A的溫度比水的溫度低一些,水中的熱量通過傳導(dǎo)的方式傳到A的散熱片上),由A把熱量以傳導(dǎo)、對流、輻射的方式傳到空氣中,管道的中水通過A放熱后,再次由水泵帶到B進(jìn)行再次吸熱,如此形成一個散熱循環(huán)。

        總結(jié)以上的幾種散熱方式,都利用了熱的傳導(dǎo)、輻射、對流的三種方式進(jìn)行,實際中根據(jù)環(huán)境綜合運(yùn)用熱傳遞的各種方式,就能達(dá)到最佳的散熱效果。

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