Un disipador de calor puede ser pegado en su CPU para enfriarla. Que disipador de calor se siente frío cuando el sistema no está activado. Sin embargo, cuando la CPU está activado el disipador de calor es extremadamente caliente. No es contradictorio que en cierta medida? Espero un disipador de calor para estar siempre en frío y tener el soplado de aire sistema de encendido para que a los efectos de la convección.
Podría alguien explicar lo que está mal en mi forma de ver las cosas?
"Espero un disipador de calor para estar siempre fría"
El propósito del disipador de calor es la transferencia de calor. La tasa de transferencia de calor depende de una complicada en (a) la diferencia de temperatura entre el disipador de calor y el aire, (b) el área expuesta, y (c) la velocidad del aire.
El disipador de calor es de lo más eficaz si está a la misma temperatura que la de la CPU. Esto es porque esto le da la máxima diferencia de temperatura entre el disipador de calor y el aire. Esta es la razón por la disipadores de calor son a menudo hechas de cobre: el cobre conduce bien el calor.
Supongamos que el CPU es la producción de calor $Q$ (Vatios) y que el disipador de calor la transferencia de calor a una tasa lineal con la diferencia de la temperatura:
$$ Q = K_\text{eff} (T_\text{CPU} - T_\text{air})$$
donde $K_\text{eff}$ es la efectiva coeficiente de transferencia de calor. La solución para que la temperatura de la CPU:
$$ T_\text{CPU} = T_\text{air} + Q / K_\text{eff}$$
Así, la temperatura de la CPU es menor al $K_\text{eff}$ es la más alta y $K_\text{eff}$ es más alto cuando el disipador de calor, debido a que tiene alta conductividad térmica, es casi la misma temperatura que la de la CPU.
En general, un disipador de calor debe sentirse caliente, si está haciendo su trabajo a la derecha. Si se siente caliente, que significa que es la transferencia de energía a la mano, lo que significa que es la transferencia de energía de distancia de la CPU.
Esto también es válido para otros enfriamiento de las cosas. Los serpentines de enfriamiento en una nevera o un viejo A/C debe sentirse caliente por la misma razón: el calor está quitando ha de ser objeto de dumping en algún lugar. Si los serpentines de enfriamiento a sentir frío, su nevera estaría trabajando en sentido inverso; sería calentar su comida.
El objetivo del disipador de calor para mejorar el flujo de calor de la CPU a la del aire circundante. El flujo de calor es una función del área de contacto y la diferencia de temperatura. Mediante la adición de un componente que aumenta el área, aumento de un factor; pero vale la pena recordar que el disipador de calor se tiene que tener una temperatura entre el de la CPU y el aire: si es a la misma temperatura que la de la CPU, ya que el calor fluye de la CPU al disipador de calor; es la misma temperatura que el aire, el calor no fluye en el aire.
En la práctica, es fácil hacer que la resistencia térmica entre el disipador y la CPU de embalaje bastante baja (tenga en cuenta que el chip es típicamente un poco más caliente que el paquete, y es sólo el último que toca el disipador de calor). Así que con la conductividad entre la CPU y el disipador de calor es mejor que la conductividad del disipador de calor para el aire, el disipador de calor tienden a una temperatura cercana a la de la CPU.
Cuando un disipador de calor está en íntimo contacto con una fuente de calor, como una CPU, el calor se transfiere de acuerdo con Newton del Enfriamiento de la Ley:
$$\frac{\mathrm dQ}{\mathrm dt}=uA(T_\textrm{CPU}-T_\textrm{Sink})$$
Donde $u$ es un coeficiente de transferencia de calor de la CPU (con disipador) y $A$ es la zona de contacto entre la CPU y el disipador de calor.
Tenga en cuenta que $\frac{\mathrm dQ}{\mathrm dt}$ es el calor que se lleva fuera de la CPU por unidad de tiempo.
Los valores más altos de $T_\textrm{Sink}$, como la base de la fórmula de la muestra, en realidad disminuir el $\frac{\mathrm dQ}{\mathrm dt}$, que se convierte efectivamente cero al $T_\textrm{CPU}-T_\textrm{Sink}=0$.
Para evitar que esto suceda, el disipador de calor de la misma tiene para la transferencia de calor acumulado, generalmente, a la del aire circundante, en el que caso de que otro de transferencia de calor en la ecuación entra en juego:
$$\frac{\mathrm dQ}{\mathrm dt}=hA_\textrm{Sink}(T_\textrm{Sink}-T_\textrm{air})$$
Donde $h$ es el coeficiente de transferencia de calor por convección (disipador de aire) y $A_\textrm{Sink}$ el fregadero de la área de superficie expuesta al aire. $h$ es muy dependiente de la velocidad o el flujo de aire que explica por qué la circulación forzada de aire (ventilador de ventilación asistida) se utiliza a menudo.
En el estado estacionario ($T_\textrm {CPU}\approx \text{Constant}$), los que tenemos, con $\dot{Q}_\textrm{CPU}$ de la potencia generada por la CPU:
$$\dot{Q}_\textrm{CPU}=(T_\textrm{CPU}-T_\textrm{air})\left[\frac{1}{uA}+\frac{1}{hA_\textrm{sink}}\right]=(T_{CPU}-T_\textrm{air})\frac{1}{K}$$
O:
$$T_\textrm{CPU}=T_\textrm{air}+K\dot{Q}_\textrm{CPU}$$
Con:
$$K=\frac{uhAA_\textrm{Sink}}{hA_\textrm{Sink}+uA}$$
La influencia de los diversos factores en la $T_\textrm{CPU}$ puede ser fácilmente apreciado.
Ingeniosas maneras de aumentar tanto el $h$ (aparte de circulación forzada) y $A_\textrm{sink}$ a menor $T_\textrm{CPU}$ han sido utilizados como aletas de refrigeración o este diseño (ST-HT4 Cooler de la CPU Vertical):
El altamente conductora de calor de cobre bandas en su mayoría liberar el calor de la U-curvas.
El calor fluye puede ser modelada como una corriente eléctrica. Las diferencias de temperatura que corresponden a las diferencias de voltaje, y el calor que fluye es similar a una corriente eléctrica. En ambos casos, los dos son aproximadamente lineales, y podemos definir el coeficiente como un valor de la resistencia.
Ahora, si la resistencia es cero, vemos que no habrá la temperatura o la diferencia de voltaje; si el infinito no habrá ningún flujo. Ambos son, por supuesto, los casos ideales.
Así que, volviendo a la CPU. Aquí, el objetivo es mover una gran cantidad de calor de la CPU para el aire. Esto requiere de una baja resistencia de alto flujo y baja las diferencias de temperatura. Pero la resistencia aquí tiene dos partes: mover el calor de la CPU más fresco, y de la nevera para que el aire. Estos son, por supuesto, las resistencias en serie, por lo que suman. (como la electricidad). Para minimizar la suma, es necesario minimizar tanto las resistencias. Y la temperatura entre (parte superior del refrigerador) será determinado por el cociente de las dos resistencias.
Una ingeniería de observación es la de mover el calor de un sólido para que el aire no es muy eficaz. El aire tiene una baja capacidad térmica por unidad de volumen, como es tan delgada. La adición de un ventilador de ayuda con el volumen de aire, pero va a seguir siendo la más grande la resistencia de los dos.
ASÍ, al igual que dos resistencias eléctricas forman un divisor de voltaje, dos térmica resistencias dividir la temperatura. La parte superior de la nevera será en algún lugar entre la temperatura de la CPU y el aire ambiente, ingeniería y nos dice que va a estar más cerca de la primera.
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