160 подписчиков
КАК РАБОТАЮТ ТЕПЛОВЫЕ ТРУБКИ КУЛЕРА ПРОЦЕССОРА
Всем привет. В этом посте напишу как работают тепловые трубки охлаждения процессоров и чипов, которые сейчас широко используются в устрйоствах охлаждения компьютерной техники. Такой же принцип действия используется в испарительных камерах htpc-систем и ноутбуков. Может кто то думает что трубки это маркетинг, это не так. Вначале напишу вкратце что к чему, к концу поста более детально об этом.
В основе тепловых трубок, как ни странно, действительно трубка, полая внутри, герметично запаянная. Внутри неё находится небольшой объём воды и воздух с низким давлением. Давление подобрано таким образом чтобы вода закипала плюс минус при 50ти градусах. Вспомним что высоко в горах трудно что-либо прготовить т.к. из-за разряженного воздуха вода закипает где то при 90 градусах а не при 100. В тепловых трубках оно гораздо ниже, чтобы вода закипала уже где то 50ти градусах.
В испарителе в горячем месте тепловой трубки вода кипит, пар двигается по трубке и конденсируется в прохладном месте, в конденсаторе, отдавая там тепло. Испарение энергозатратно, поэтому у горячей части системы забирается тепло. Кондесация происходит в более холодных частях трубки. При конденсации выделяется тепло, поэтому такие более холодные части трубок нагреваются. Получается теплоперенос основанный на фазовом переходе из жидкого состояния в газообразное и наоборот. Таким образом ч\з эти трубки тепло от процессора или GPU передаётся пластинам радиатора, которые, в свою очередь, рассеивают его в окружающее пространство.
В трубках пар конденсируется на стенках, которые покрыты "фитилём" из мелкопористого материала и возвращаясь обратно. Т. е. закипающая вода по капилярам распределяетя равномерно по всей трубке (за счёт сил поверхностного наяжения) и часть возвращается назад к месту нагрева. Для этого внутри трубок есть фитиль, мелкая многожильная проволока или просто трубка с пористыми стенками внутри, - более дешёвый и менее эффекривный вариант. Когда герметичность трубок нарушается этот эффект пропадает, поэтому ноутбуки начинают перегреваться и выключаться если трубка повреждена. Небольшое количество воды быстро высыхает и трубка кажется пустой. Злития ноутбуков водой не происходит.
В основе работы тепловых трубок лежит фазовый переход воды в газообразное состояние. При таком переходе темература воды не меняется, это позволяет более эффективно охраждать горячие чипы. Она держится на отметке температыры кипения при соотв. давлении, при атмосферном давлении это 100 гр. Около 2,2 кДж/г забирается у источника тепла при испарении одного грамма воды. Это много. На самом деле в секунду испаряется меньше воды, но трубок может быть несколько, т.е. работают одновременно. Плюс никто не отменял в кулерах процессоров и других горячих чипах делать по несколько трубок с разным атмосферным давлением, одна будет срабатывать при 40 градуса, другая при 45 и т.д. Не могу сказать додумалсь ли китайцы до этого или нет, нигде инфы про это нет.
2 минуты
23 июня 2023