طرق تبديد الحرارة لمبددات حرارة الكمبيوتر - مبرد وحدة المعالجة المركزية

2024-10-12

طريقة تبديد الحرارةيشير مصطلح "نقل الحرارة" إلى الطريقة الرئيسية التي ينبعث بها الحرارة من المشتت الحراري. في الديناميكا الحرارية، يُعرف تبديد الحرارة بأنه انتقال الحرارة، وهناك ثلاث طرق رئيسية لنقل الحرارة: التوصيل الحراري، والحمل الحراري، والإشعاع الحراري. يُطلق على انتقال الطاقة بواسطة المادة نفسها أو عند تلامسها معها اسم التوصيل الحراري، وهو أكثر أنواع انتقال الحرارة شيوعًا. على سبيل المثال، يُطلق على الطريقة التي تكون بها قاعدة المشتت الحراري لوحدة المعالجة المركزية على اتصال مباشر بها لإزالة الحرارة اسم التوصيل الحراري. يشير الحمل الحراري إلى تدفق السوائل (غازية أو سائلة) بعيدًا عن الحرارة الاستوائية، وهو أكثر شيوعًا في أنظمة تبريد هياكل الكمبيوتر، وفي طريقة التبريد "الحمل الحراري القسري" لتدفق الغاز التي تعمل بمروحة التبريد. يشير الإشعاع الحراري إلى الاعتماد على الإشعاع لنقل الحرارة، وأكثرها شيوعًا هو الإشعاع الشمسي. هذه الطرق الثلاث لتبديد الحرارة ليست معزولة، ففي انتقال الحرارة اليومي، تحدث هذه الطرق الثلاث لتبديد الحرارة في نفس الوقت، وتعمل معًا.

في الواقع، أي نوع من المبددات الحرارية يستخدم بشكل أساسي جميع طرق نقل الحرارة الثلاثة هذه في نفس الوقت، ولكن مع تركيز مختلف. على سبيل المثال، في مبرد وحدة المعالجة المركزية العادي، يكون المبدد الحراري لوحدة المعالجة المركزية على اتصال مباشر بسطح وحدة المعالجة المركزية، ويتم نقل الحرارة من سطح وحدة المعالجة المركزية إلى المبدد الحراري لوحدة المعالجة المركزية من خلال التوصيل الحراري؛ تولد مروحة التبريد تدفق هواء لإزالة الحرارة من سطح المبدد الحراري لوحدة المعالجة المركزية من خلال الحمل الحراري؛ كما أن تدفق الهواء في الهيكل يأخذ الحرارة من الهواء المحيط بالمبدد الحراري لوحدة المعالجة المركزية من خلال الحمل الحراري حتى خارج الهيكل؛ وفي الوقت نفسه، ستشع جميع الأجزاء ذات درجة الحرارة العالية الحرارة إلى الأجزاء المحيطة بدرجة حرارة منخفضة.

ترتبط كفاءة تبديد الحرارة لمشتت الحرارة بمعلمات مثل التوصيل الحراري لمادة المشتت الحراري، والسعة الحرارية لمادة المشتت الحراري ووسط المشتت الحراري، ومنطقة تبديد الحرارة الفعالة للمشتت الحراري.

وفقًا لطريقة سحب الحرارة من المبرد، يُمكن تقسيم المبرد إلى تبديد حراري نشط وتبديد حراري سلبي. الأول هو عادةً مشعات تبريد بالهواء، بينما الثاني هو عادةً مشعات حرارية. أما بالنسبة لطريقة التبريد، فتُصنف إلى تبريد بالهواء، وتبريد بالأنابيب الحرارية، وتبريد بالسوائل، وتبريد بأشباه الموصلات، وتبريد بالضاغط، وغيرها.

التبريد الهوائي هو الأكثر شيوعًا وبساطةً، وهو يعتمد على استخدام مراوح لسحب الحرارة التي يمتصها المبرد. يتميز هذا النظام بسعره المنخفض نسبيًا وسهولة تركيبه، ولكنه يعتمد بشكل كبير على البيئة، فعلى سبيل المثال، عند ارتفاع درجة الحرارة وزيادة سرعة المعالج، يتأثر أداء التبريد بشكل كبير.

أنبوب الحرارة هو عنصر نقل حرارة يتميز بموصلية حرارية عالية جدًا، ويعتمد على تبخير وتكثف السائل في أنبوب مفرغ مغلق لنقل الحرارة، مستخدمًا مبدأ الشفط الكلي ومبادئ أخرى للسوائل، على غرار تأثير التبريد في ضاغط الثلاجة. يتميز بمزايا عديدة، مثل الموصلية الحرارية العالية جدًا، وخصائص تساوي الحرارة الجيدة، وإمكانية تغيير مساحة نقل الحرارة على جانبي الساخن والبارد بشكل عشوائي، ونقل الحرارة لمسافات طويلة، والتحكم في درجة الحرارة، وغيرها. علاوة على ذلك، يتميز المبادل الحراري المكون من أنابيب حرارية بكفاءة نقل حرارة عالية، وهيكل مدمج، وخسارة منخفضة في مقاومة السوائل. وبفضل خصائص نقل الحرارة المميزة، يمكنه التحكم في درجة حرارة جدار الأنبوب لتجنب تآكل نقطة الندى. مبرد هواء وحدة المعالجة المركزية من أنبوب نحاسي AIO

مبرد هواء وحدة المعالجة المركزية من أنبوب نحاسي AIO

التبريد السائل هو استخدام السائل في الدورة القسرية التي تُدار بالمضخة لإزالة حرارة المبرد. بالمقارنة مع التبريد الهوائي، يتميز التبريد الهادئ والمستقر، وانخفاض الاعتماد على البيئة، وغيرها من المزايا. مع ذلك، فإن سعر التبريد بالأنابيب الحرارية والسائل مرتفع نسبيًا، وتركيبه معقد نسبيًا.

عند شراء مشعاع، يمكنك اختيار ما يناسب احتياجاتك الفعلية وظروفك الاقتصادية، والمبدأ جيد بما فيه الكفاية. سلسلة مبردات وحدة المعالجة المركزية السائلة

سلسلة مبردات وحدة المعالجة المركزية السائلة

تبادل الحرارة البيئية

عند نقل الحرارة إلى أعلى المبرد، من الضروري نشرها إلى البيئة المحيطة في أسرع وقت ممكن، لأن المبرد المبرد بالهواء يتبادل الحرارة مع الهواء المحيط. في هذا الوقت، تنتقل الحرارة بين وسطين مختلفين، متبوعًا بالصيغة Q = α XAX ΔT، حيث ΔT لفرق درجة الحرارة بين الوسطين، أي فرق درجة الحرارة بين المبرد والهواء المحيط؛ α للتوصيل الحراري للسائل، في مادة المشتت الحراري ويتم تحديد تكوين الهواء، وهي قيمة ثابتة؛ وأهمها مساحة التلامس بين المشتت الحراري والهواء، في ظل فرضية بقاء الظروف الأخرى دون تغيير. على سبيل المثال، سيكون حجم المشتت الحراري محدودًا بشكل عام، والمساحة داخل الهيكل محدودة، وسيزيد الحجم الكبير جدًا من صعوبة التركيب، وبتغيير شكل المشتت الحراري، تزداد مساحة التلامس مع الهواء، مما يزيد من مساحة التبادل الحراري، وهو وسيلة فعالة لتحسين كفاءة تبديد الحرارة. ولتحقيق ذلك، يتم عادة من خلال استخدام التصميم الزعانف المكمل بتخشين السطح أو الخيوط وغيرها من الطرق لزيادة مساحة السطح.