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用熱管不一定就是好散熱器

互聯(lián)網(wǎng)   發(fā)布時間：2009-04-21 02:41:03   作者：佚名   我要評論
為解決高發(fā)熱量問題，電腦散熱器近年來可謂是日新月異。熱管、液態(tài)金屬、回流焊接、線切割等各種高科技材料的應(yīng)用以及堪比工藝品的制造工藝，如今都體現(xiàn)在了電腦散熱器上。 其中，熱管的應(yīng)用更是成為了如今高性能散熱器
為解決高發(fā)熱量問題，電腦散熱器近年來可謂是日新月異。熱管、液態(tài)金屬、回流焊接、線切割等各種高科技材料的應(yīng)用以及堪比工藝品的制造工藝，如今都體現(xiàn)在了電腦散熱器上。
其中，熱管的應(yīng)用更是成為了如今高性能散熱器的代名詞之一。熱管是一種導(dǎo)熱性能極高的被動傳熱元件。熱管利用相變原理和毛細(xì)作用，使得它本身的熱傳遞效率比同樣材質(zhì)的純銅高出幾百倍到數(shù)千倍。熱管是一根真空的銅管，里面所注的工作液體是熱傳遞的媒介。在電子散熱領(lǐng)域里，最典型的工作液體就是純凈水。使用圓柱形銅管制成的熱管是最為常見的。熱管壁上有吸液芯結(jié)構(gòu)。依靠吸液芯產(chǎn)生的毛細(xì)力，使冷凝液體從冷凝端回到蒸發(fā)端。因為熱管內(nèi)部抽成真空以后，在封口之前再注入液體，所以，熱管內(nèi)部的壓力是由工作液體蒸發(fā)后的蒸汽壓力決定的。只要加熱熱管表面，工作液體就會蒸發(fā)。蒸發(fā)端蒸汽的溫度和壓力都稍稍高于熱管的其它部分，因此，熱管內(nèi)產(chǎn)生了壓力差，促使蒸汽流向熱管內(nèi)較冷的一端。當(dāng)蒸汽在熱管壁上冷凝的時候，蒸汽放出汽化潛熱，從而將熱傳向了冷凝端。之后，熱管的吸液芯結(jié)構(gòu)使冷凝后液體再回到蒸發(fā)端。只要有熱源加熱，這一過程就會循環(huán)進(jìn)行。
通過原理介紹，我們可以看出熱管并不具備任何散熱作用而僅僅具備導(dǎo)熱的作用而已。要想將熱管導(dǎo)出的熱量盡快排出，散熱器上還必須設(shè)計有大面積散熱鰭片以及設(shè)計有良好的散熱性能。

散熱淺析用熱管不一定就是好散熱器(2)


近期看到論壇上關(guān)于熱管散熱器爭論頗多，其中關(guān)于安裝方向問題更是引起了眾多玩家的討論。通過簡單的變更熱管散熱器安裝方向便可直接影響到最終性能的發(fā)揮，最佳成績與最差成績差距竟然可以達(dá)到18%。圍繞這一現(xiàn)象眾多玩家展開了激烈討論，最終討論分為了兩大派別：1、熱管裸露部分受到外界冷空氣影響，導(dǎo)致蒸發(fā)速度降低最終影響性能發(fā)揮；2、熱管內(nèi)部工質(zhì)受到重力影響，回流不暢最終影響性能發(fā)揮。

散熱淺析用熱管不一定就是好散熱器(2)
兩大派別為了證實(shí)自己的說法正確性，紛紛找來大量技術(shù)資料以及通過實(shí)際測試來進(jìn)行證明。那么兩大派別到底是誰對誰錯呢？最終，我們還需要通過原理來進(jìn)行分析并且結(jié)合實(shí)際測試來進(jìn)行驗證。
熱管的工作原理

首先，我們還是從原理來對這一現(xiàn)象進(jìn)行分析。如同工作原理介紹部分中所描述的一樣，熱管實(shí)際是利用液體、氣體的循環(huán)變化而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱作用。熱導(dǎo)管與發(fā)熱端接觸部分稱為吸熱端，而與散熱鰭片接觸部分稱為冷凝端。兩端沒有本質(zhì)區(qū)別，區(qū)分方法只需要看哪一端與發(fā)熱源接觸哪一邊就是吸熱端，另一端則是冷凝端。在吸熱端與冷凝斷之間的部分為導(dǎo)熱部分，導(dǎo)熱部分大多數(shù)情況下是與空氣直接接觸。

散熱淺析用熱管不一定就是好散熱器(3)
由于熱管內(nèi)部工質(zhì)摻雜有一定化學(xué)原料并且采用抽真空設(shè)計，所以工質(zhì)得沸點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)通常僅有攝氐35度左右。如果熱管道熱過程中受到外界冷空氣干擾，就會導(dǎo)致工質(zhì)蒸發(fā)氣體在未到達(dá)冷凝端時就會出現(xiàn)液化回流現(xiàn)象，從而大幅度影響了熱管散熱器的性能表現(xiàn)。這一觀點(diǎn)，從同一熱管散熱器四個不同角度安裝后的性能表現(xiàn)便可看出。

散熱淺析用熱管不一定就是好散熱器(3)
然而對于性能損失來自重力的觀點(diǎn)，也不能說沒有一定道理。為加強(qiáng)熱管效能，目前很多熱管制造廠家都會在熱管內(nèi)部填充一定數(shù)量銅粉。銅粉的作用，是為進(jìn)一步加大發(fā)熱源以及冷凝端與工質(zhì)的接觸面積。在這種情況下，人們自然會聯(lián)想到重力對于熱管性能表現(xiàn)的影響。如果冷凝端沖下，那么銅粉怎么又會自己往上跑呢？這樣的問題確實(shí)在一定程度上可以成立。但是，由于目前PC上所采用的熱管均采用內(nèi)部抽真空的毛細(xì)結(jié)構(gòu)加之從體積上屬于微型熱管，所以在重力影響上幾乎可以忽略不計。


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