ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Penyejukan pemproses. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Komputer Peranti penyejuk komponen komputer moden ialah struktur kompleks yang merangkumi sistem pertukaran haba, pengecas super penyejuk, peranti pemantauan dan kawalan, dan unit lampiran pada objek yang disejukkan. Ciri teknikal sistem ini, sebagai peraturan, tidak hadir, dan pengguna terpaksa bergantung pada pengalamannya sendiri. Artikel ini akan membantu anda memahami selok-belok reka bentuk dan penggunaan peranti penyejuk. Seperti yang anda ketahui, Intel mengehadkan suhu operasi pemprosesnya pada +66...78 °C, AMD - pada +85...90 °C. Pada +23 °C di dalam bilik, suhu udara di dalam unit sistem komputer ialah 10...15 °C lebih tinggi, dan pemproses adalah 20...35 °C lagi. Akibatnya, suhu pemproses boleh mencapai +75 °C, dan dalam cuaca panas (+35...40 °C) - +92 °C. Ini berikutan daripada ini bahawa pemproses moden memerlukan penyejukan yang berkesan apabila dimuatkan sepenuhnya, dan tidak setiap penyejuk boleh menyediakannya. Apatah lagi mereka yang suka memerah semua yang mereka boleh keluar dari komputer mereka. Bagi mereka, penyejuk yang berkesan adalah keperluan mendesak. Oleh itu, persoalan sering timbul, yang mana lebih sejuk untuk dipilih? Pada masa ini, banyak jenis peranti penyejukan dihasilkan di dunia. Ini termasuk penyejuk di mana penyejuknya adalah udara, dan air dan peranti penyejuk termoelektrik yang telah muncul baru-baru ini, dan penyejuk paip haba, dan juga yang eksotik seperti unit penyejukan mampatan wap. Dan amatur juga bereksperimen dengan gas cecair dan ais kering. Dengan tahap keluaran haba semasa, penyejuk yang menggunakan udara sebagai penyejuk digunakan secara meluas dan berjaya mengatasi tugas menyejukkan komponen komputer. Berdasarkan jenis pemindahan haba, mereka dibahagikan kepada peranti dengan perolakan semula jadi dan pengudaraan paksa. Yang pertama digunakan dalam sistem dengan pelepasan haba sehingga 10... 15 W, yang kedua - pada tahap pelepasan haba sehingga 100 W. Dalam penyejuk kumpulan kedua, kuasa haba yang dikeluarkan adalah berkadar dengan luas permukaan radiator (selepas ini istilah ini digunakan, kerana ia telah ditetapkan dengan baik dalam kesusasteraan pada komputer), perbezaan suhu antaranya dan penyejukan udara, dan kelajuan aliran udara. Yang paling biasa ialah radiator bersirip; jenis pin dan turbin, yang lebih kompleks untuk dikeluarkan, kurang biasa digunakan. Penyejuk turbin daripada GoldenOrb yang telah lama dikenali kepada model moden telah membuktikan dirinya kerana kecekapannya yang tinggi. GoldenOrb, yang telah digunakan oleh pengarang selama tiga tahun, walaupun kawasan sirip yang agak kecil, telah menunjukkan dirinya hanya pada sisi positif. Ia dipilih kerana sifat reka bentuk ini untuk mencipta aliran udara yang merebak dari pemproses di sepanjang papan induk, yang menyediakan penyejukan tambahan untuk komponen yang terletak di atasnya. Apakah yang menentukan keberkesanannya? Hasil daripada analisis, ternyata untuk radiator jenis turbin dengan sirip keratan rentas malar, saluran udara mempunyai keratan rentas yang semakin meningkat di sepanjang aliran udara, yang memastikan kadar aliran udara panas yang berterusan dan tinggi dalam ia pada kuasa kipas yang rendah. Di samping itu, arah pusingan sirip yang betul di sepanjang aliran udara mengurangkan rintangan dinamik gasnya, kelajuan udara penyejuk lebih tinggi (sehingga 5 m/s) daripada radiator bersirip (sehingga 2 m/s) . Akibatnya, rintangan habanya ternyata setanding dengan rintangan haba radiator bersirip dengan keluasan kira-kira 2,5 kali lebih besar. Penggunaan penyejuk kuprum model ini boleh disyorkan untuk pelesapan haba sehingga 50 W. Penyejuk lain jenis ini, contohnya, dengan saluran keratan rentas malar (sirip trapezoid), adalah kurang cekap. Penyejuk dengan radiator jarum telah menunjukkan kecekapan tinggi kerana luas permukaannya yang lebih besar daripada radiator bersirip dengan dimensi yang sama. Penyejuk dengan radiator bersirip adalah yang paling banyak digunakan. Mereka mudah dikira dan murah untuk dihasilkan. Mari kita pertimbangkan kebergantungan utama yang menerangkan ciri peranti sedemikian. Pertama sekali, ini ialah persamaan imbangan haba: di mana P ialah kuasa haba yang dikeluarkan oleh radiator; c ialah kapasiti haba tentu udara; p - ketumpatan udara; V - kelajuan udara dalam saluran; Imbasan - kawasan keratan rentas saluran; ΔТ = Тр - Тс – suhu pemanasan udara dalam saluran; Тр - suhu radiator; Тс - suhu medium (udara); a ialah pekali pemindahan haba radiator; S ialah luas permukaan. Rintangan terma Rp (ia secara berangka sama dengan suhu terlalu panas radiator setiap 1 W kuasa input, °C/W) mencirikan perbezaan suhu dalam litar siri mana-mana unsur dalam aliran haba, dan dalam kes ini, haba rintangan pemproses-pemanas: dengan Рр ialah kuasa yang dibekalkan kepada radiator dan dihamburkan olehnya, W; ΔT ialah perbezaan suhu pada permukaan sentuhan. Mengetahui rintangan haba untuk setiap pautan dalam rantai haba, anda boleh menganggarkan taburan suhu di sepanjangnya dari radiator ke cip pemproses: di mana Tp ialah suhu radiator; Тк - suhu kristal; Rproc - kuasa yang hilang oleh pemproses; RK_K - rintangan haba kotak kristal pemproses; RK - rintangan haba kotak-heatsink pemproses; Rp - rintangan haba radiator-sederhana. Rintangan haba permukaan sentuhan apabila menggunakan pes pengalir haba antara dua unsur dalam laluan aliran haba boleh dianggarkan menggunakan formula empirik: di mana Sn ialah luas permukaan sentuhan. Luas permukaan sentuhan pemproses sedia ada adalah lebih kurang dari 2 hingga 15 cm2, rintangan haba RK adalah dari 1 hingga 0,15 °C/W, penggunaan pes pengalir haba mengurangkannya kepada 0,5...0,07 °C/W. Apabila menggunakan pelekat tanpa pengisi, adalah mungkin untuk mendapatkan RK yang, paling baik, sepadan dengan nilai yang sepadan dengan permukaan sentuhan kering; pelekat dengan pengisi memungkinkan untuk mencapai nilai RK yang hampir dengan yang diperoleh apabila menggunakan pengalir haba. tampal. Hakikatnya ialah pes pengalir haba yang tidak mengeringkan merebak di bawah tekanan mekanisme penetapan, dan kami mendapat lapisan ketebalan minimum, dan pelekat, dengan cepat mengeras, mengekalkan jurang yang timbul semasa pemasangan awal, dan ini sebahagian besarnya. menentukan rintangan haba. Kelemahan utama sambungan sedemikian ialah ketegarannya: apabila dipanaskan, ubah bentuk radiator dipindahkan dalam bentuk tegasan mekanikal ke kes pemproses, akibatnya boleh mengerikan. Sudah tentu, proses mengira keadaan terma pasangan penyejuk pemproses adalah jauh lebih rumit, tetapi formula yang diberikan adalah mencukupi untuk memahami proses yang berlaku dalam sistem. Dan untuk menjalankan pengiraan penilaian, anda boleh beralih kepada kesusasteraan khas (lihat, sebagai contoh, Buku Panduan Pereka REA, disunting oleh R. G. Varlamov. - M.: Radio Soviet, 1980). Penyejuk cecair terdapat dalam dua jenis, aliran graviti dan pam paksa. Yang pertama, walaupun menggunakan penyejuk (air) dengan kapasiti haba yang lebih besar daripada udara, mempunyai ciri-ciri yang setanding dengan penyejuk udara terbaik, yang jauh lebih rendah daripada yang dijangkakan. Ini dijelaskan oleh kadar aliran rendah penyejuk dan perbezaan suhu yang diperlukan untuk mencipta perbezaan tekanan dalam unit penyingkiran haba daripada pemproses dan penukar haba. Apabila menggunakan pengepam paksa, penyingkiran haba adalah lebih cekap dan suhu pemproses adalah 10...15 °C lebih rendah daripada kes sebelumnya. Tetapi jika kualiti sambungan tiub boleh dipastikan hanya melalui ketepatan, maka jika terdapat tekanan berlebihan dalam tiub penyambung, masalah memastikan ketat lebih sukar untuk diselesaikan. Kita tidak boleh lupa bahawa air mempunyai pekali pengembangan volumetrik yang tinggi, jadi bekas tambahan diperlukan, terletak di atas nod paling atas sistem. Mengikut peraturan, bekas ini mesti mempunyai peranti yang menyamakan tekanan udara sekeliling dan dalam sistem penyejukan. Dalam kes paling mudah, ini adalah lubang yang menghubungkannya dengan persekitaran luaran. Akibatnya, wap air akan sentiasa memasuki isipadu unit sistem. Penggunaan peranti penyamaan tekanan tertutup mengurangkan kebolehpercayaan reka bentuk. Terdapat juga kesukaran yang tidak ditulis oleh pengeluar, tetapi yang dihadapi oleh semua orang yang bekerja dengan sistem penyejukan air untuk peralatan elektronik. Ini adalah mikroorganisma. Untuk mengelakkan pertumbuhan mereka dalam keadaan yang selesa, perlu mengambil langkah khas dan menyiram sistem sekurang-kurangnya sekali setahun. Penggunaan penyejuk cecair berkesan pada kuasa melebihi 1000 W. Ia tidak disyorkan untuk menyejukkan pemproses kerana output kuasa yang rendah dan kerumitan operasi. Satu lagi jenis penyejuk ialah peranti yang menggunakan unsur termoelektrik Peltier. Contohnya ialah penyejuk penyejuk udara MCX462+T daripada SwiftTech untuk beban terma sehingga 100 W. Produk ini bertujuan untuk digunakan dalam sistem di mana penyejukan cecair tidak boleh diterima. 127 elemen haba penyejuk ini dikuasakan oleh bekalan kuasa Meanwell S320-12 yang disyorkan oleh syarikat dengan voltan keluaran 15,2 V dan arus beban 24 A. Peranti ini menyediakan kapasiti penyejukan maksimum 226 W dan perbezaan suhu lebih daripada 67 ° C. Harganya tanpa kipas adalah kira-kira 90, dan untuk set lengkap - 130... 170 dolar AS. Pada dasarnya, elemen Peltier ialah pam haba. Ia memindahkan haba dari pemproses ke radiator, menghabiskan tenaga untuk ini dan menambah haba sendiri kepada haba yang dihasilkan oleh pemproses, yang, dengan kecekapan kira-kira 50%, adalah setanding dengan haba yang hilang, dan ini meningkatkan pelesapan haba dalam unit sistem. Ia juga perlu untuk memastikan kawalan "pintar" bateri termoelektrik bergantung pada pemanasan pemproses untuk mengelakkan penurunan suhu yang berlebihan dan, sebagai akibatnya, pemeluwapan lembapan di atasnya. Melaraskan kapasiti penyejukan termoelemen membolehkan anda memantau pelesapan haba pemproses secara fleksibel dan mengoptimumkan penggunaan kuasa. Kelebihan penyejuk berdasarkan elemen Peltier termasuk keupayaannya untuk menurunkan suhu operasi pemproses sebanyak 67 ° C; kelemahannya ialah penggunaan kuasa tinggi (sehingga 100 W) dan pelesapan haba, kerumitan reka bentuk dan kekurangan papan induk yang dilengkapi dengan automatik peranti kawalan. Tanpa kawalan suhu pemproses, ia dan papan induk mungkin gagal. Jenis penyejuk ini, apabila digunakan bersama dengan peranti kawalan, boleh disyorkan untuk eksperimen dengan mikropemproses "overclocking". Saya ingin memberi amaran kepada anda supaya tidak memasang sendiri penyejuk sedemikian: dalam kes "terbaik", anda akan kehilangan pemproses, dan dalam kes yang paling teruk, anda juga akan kehilangan motherboard. Hakikatnya ialah untuk penyejukan yang berkesan adalah perlu untuk menggandingkan dua pasang permukaan (pemproses-termoelemen dan thermoelement-radiator) dengan rintangan haba yang minimum di bawah daya mampatan yang ditentukan dengan ketat. Ini hanya boleh dilakukan dengan kualiti tinggi oleh pakar yang mempunyai pengalaman luas bekerja dengan peranti sedemikian. Sekiranya gagal, menggunakan penyejuk sedemikian hanya akan membawa masalah tambahan. Untuk menilai ciri terma penyejuk udara standard dengan radiator bersirip dan kecekapannya, bergantung pada bahan radiator (aloi aluminium, tembaga), pengiraan dilakukan dengan memfokuskan pada penyejuk pemproses P4 mengikut metodologi yang diterangkan dalam buku rujukan yang disebut di atas. Data awal: radiator ribbed dengan luas permukaan yang ditiup 1560 cm2, permukaan - kasar, hitam, pengikat - standard; pelesapan kuasa - 80 W, suhu udara - +40 °C, kelajuan tiupan - kira-kira 1 m/s. Keputusan pengiraan digambarkan oleh jadual dan graf yang ditunjukkan dalam rajah. Penamaan berikut digunakan dalam jadual: ΔТр_кр - perbezaan suhu pada peralihan radiator-kristal (nilai yang lebih kecil - apabila menggunakan pes pengalir haba, nilai yang lebih besar - tanpanya); Tcr ialah suhu kristal dalam kes yang sama; Rras - jumlah kuasa yang hilang oleh radiator; Rras. izl. hitam - kuasa yang hilang melalui sinaran oleh radiator yang dihitamkan. Seperti yang dapat dilihat dari rajah, radiator yang diperbuat daripada aloi aluminium (AI) menyediakan (semua perkara lain adalah sama) penyingkiran kira-kira 77 W kuasa haba pada suhu radiator +52 ° C, dan dari tembaga (Cu) - hampir 80 W pada suhu radiator kira-kira +34,5, 1,5 °C. Dalam erti kata lain, dalam kes yang sedang dipertimbangkan, dengan kuasa haba yang sama, suhu radiator tembaga adalah 1 kali lebih rendah. Ini membolehkan kami mengesyorkan penggunaan radiator tembaga dalam penyejuk untuk menyejukkan pemproses berkuasa. Mereka berjaya mengatasi tugas itu (dengan ketebalan sirip lebih daripada XNUMX mm), tanpa mempunyai kelemahan peranti air dan termoelektrik. Jadual membolehkan anda menganggarkan suhu kristal untuk titik ini. Radiator yang dikira mempunyai rintangan haba sentuhan RK = 0,2 °C/W dengan pes pengalir haba dan 0,4 °C/W tanpanya. Rintangan haba radiator aloi aluminium ialah 0,67 °C/W, kuprum - 0,45 °C/W (dalam kedua-dua kes pada kuasa terkadar) Menganalisis persamaan keseimbangan haba (1) dan berdasarkan pengalaman mengendalikan sistem penyejukan, kami boleh mengesyorkan:
Dan cadangan umum, yang tidak boleh dibincangkan kerana ia digodam, tetapi amalan menunjukkan bahawa tidak semua profesional mematuhinya. Gunakan pes pengalir haba dengan betul; ia akan memudahkan operasi pemproses. Apabila mengeluarkan penyejuk, lapisan pes nipis dan hampir telus harus kelihatan pada keseluruhan permukaan sentuhan. Banyak kali saya hanya melihat tamparan di tengah. Penggunaan pes ini hanya memburukkan keadaan penyejukan. Mari kita ringkaskan. Untuk memahami cara kuasa haba dikeluarkan daripada pemproses, anda perlu mengetahui beberapa peruntukan dan kebergantungan:
Pengarang: A.Sorokin, Raduzhny, Wilayah Vladimir Lihat artikel lain bahagian Komputer. Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini. Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu: Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
Berita menarik lain: ▪ Bilik hotel angkasa tersedia untuk tempahan ▪ Superkomputer mudah alih daripada NVidia Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu
Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma: ▪ bahagian tapak Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik. Pemilihan artikel ▪ artikel Psikologi kerja. Nota kuliah ▪ artikel Bangunan Kazakhstan mana yang menasihati semua orang untuk pergi? Jawapan terperinci ▪ Pasal Sayur Adas. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi
Tinggalkan komen anda pada artikel ini: Semua bahasa halaman ini Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web www.diagram.com.ua |