风冷散热器在生活中是很常见,不只是电脑上常用。你所见到的风冷散热器基本是同一个概念,原理基本不变,只要认识风冷散热原理,所有的风冷散热都能知道好与差。我是对电脑方面比较熟悉,我就把电脑上的散热器原理解释出来,让大家对散热器一看便知。
风冷原理并不复杂,CPU发热把热量传递给散热底座,然后散热底座传递给热管,热管再将热量传导给鳍片,风扇再把鳍片的热量吹走。
明白了原理就会发现,散热器是由底座、热管、鳍片和风扇组成。散热器的散热效果就取决于这四个部件的做工工艺。
我们想看最重要的热管,初中物理学过热量是从热的一端传递到冷的一端,传递速度是由材料的导热系数有关,加热铁质勺子的一端,热量很快就会传递到另一端,捏住一端另一端不断加热,很快就会感觉到烫手。而拿一根木质筷子重复上面操作,加热一端直至烧断也不会感觉到另一端烫手。这是因为两者的导热系数不同导致的,木质筷子导热系数低,铁勺子的导热系数高。
勺子:60W/M·K 木头:0.2W/M·K
看似勺子的导热系数已经很高了,热管的导热系数可以在4000W/M·K以上。热管里面是空心的,里面有少量的氟利昂(制冷剂的统称)。一端受热制冷剂就会吸热蒸发,蒸发至另一端,另一端温度低,这个蒸汽就会冷凝并释放热量变回液态流回受热端反复此过程。热管的内壁会有一圈毛细结构,这个毛细结构是铜粉烧制而成,形成毛细作用,作用于冷却剂克服重力逆流而上。不是所有的热管都是铜粉烧制,也有沟槽式和丝网式,效果还是铜粉烧制最好。
热管里是真空的,有效提升热管的导热效率:
1、降低水的沸点 2、提高导热效率
所以热管一旦破损整根热管直接报废。常见的热管有6mm和8mm 8毫米热管截面面积面积相当于6毫米面积接近于翻倍,效果也会好很多。
我们看到的热管一般都是压弯的,在散热器中热管最大的作用是导热而不是散热,散热由鳍片来完成,散热器在使用的时候绝大部分时间是横过来的,使用想要回到蒸发段需要克服重力,仅通过毛细作用通常比较慢,逆重力热管通过调整毛细结构粗细和热管中含水量的比例,加速这个往上爬的过程,通过实测效果确实明显。
散热底座一般有三种,热管直触、铜底焊接、均热板。
一般看到便宜的风冷散热器都是铜底直触的,能在底部直接看到热管的,热管通过打磨、挤压变得平整,热管直接接触发热源,所以叫热管直触,成本也比较低。
铜底焊接相对热管直触会更好,他是两个铜块将热管包裹起来,铜块与cpu的接触面积更大,导热效果也会好一些,他也是具备一定的均热效果。
更高端的是均热板,板里面会有导热液体,能把热量均匀的带到每一根热管,现在的cpu发热源不是在中间,会导致有些热管作用大,有些作用小,均热板很好的解决这个问题,但成本也会大大增加。
我们见到的散热器底座与cpu接触面,都是特别平整的、光滑的。这是打磨过为了底座更加紧密接触cpu,如果散热器上螺丝没拧紧,这会让让了效果大打折扣。
鳍片和热管的接触工艺有两种,一种是穿片另一种是回流焊。穿片是把鳍片穿在热管上,鳍片会提前开好小一点的洞,是为了更加紧密的接触热管,回流焊是焊接在热管上,效果肯定是回流焊好,回流焊成本也相对更高,一般适用于高端散热器。
想要分辨两种工艺也是很简单,回流焊的鳍片与热管的接触位置会有个小洞,穿片会看到热管接触的位置微微拱起。
有些散热器热管是铜黄色,有些是银色。这是因为热管镀了镍,抗氧化效果会更好,也会更好看。一些老的散热器,热管上面没有镀镍,跟新散热器的热管比起来他会脏脏的,这就是没有镀镍。金属氧化是很正常的,比如铜火锅也是会发黑的。抗氧化也可以用喷涂层来解决(有些涂层会影响散热效果)
鳍片是为了增加散热器与空气的接触面积,我们平时说的单塔与双塔,在鳍片数量上是有很大明显,一般单塔是为了给发热量不大的cpu用(9700x这种就能压下来)双塔散热器一般用于高端型号的cpu(如136、137、146这种,不要试图用来压139和149)风冷散热器配备的风扇一般都是风压比较高的,这个风扇要推透散热鳍片,鳍片的热量全部吹走。
风扇有两个重要的参数,一个是风压,另一个是风量。风压的单位是mmH2O(毫米水柱)指的是风扇出入口的风强差,风量的单位是CFM(立方英尺每分钟)可以理解成1分钟可以排放的空气体积。
风量的决定因素有两个,一个是风扇的尺寸,一个是风的流动速度。风的流动速度可以用风扇的转速来控制,风扇转速的增加就会增大噪音,噪音也是风冷平特需要考察的参数之一。风压大的风扇可以将风吹得更远,风量大的风扇排风效果更好。
电脑运行的时候,风扇的转速不是一定保持满速的,而是根据cpu当前的温度自动控制。这是电脑噪音的主要组成部分。
风冷散热去对比水冷散热器,风冷散热器对于机箱风道的要求更高一些,这也会导致一些顶级的散热器却压不住CPU温度的原因之一。
风扇将鳍片上的热量吹走,这个热量不能一直憋在机箱里面,要将这些热量从机箱里面排出去,机箱风道不好的话会导致热量排不出去或者排出去的效率低,就会影响散热器的散热效果。
机箱风道分为进风和出风,进风将空气吸入机箱,经过鳍片带走热量,然后被出风吹出机箱。机箱封道一般是前进后出、下进上出,机箱风道一般要避免拐弯。
这里我写几个散热风扇搭配方案,散热效果从高到低,第五个会比第四个好,当时写好忘改了。机箱前面的风扇一般选择风压高一点的风扇,可以把冷风直接吹到内存附近,内存也降降温。机箱后面的风扇一般选择风量大的风扇,目的是为了快速将热量排走。
散热器不只有塔式散热,还有下压式。他是散热器有个弊端,就是高度比较高想要组itx小机箱。他是散热器放不进去,下压式散热器的优势就体现出来,但下压是散热器相较于塔式散热器的解热能力要差一些,如果没有特殊需求一般还是推荐塔式散热。如果你的CPU发热量不大,下压是散热器组成一个小机箱是很不错的。
还有一个影响散热效果的是硅脂,硅脂是填补CPU与散热器之间缝隙的,不是越厚越好,理论上在CPU与散热器之间不留空隙的前提下越薄越好,硅脂是有使用寿命的,使用到两年到三年之间,绝大部分硅脂都会变干,这并不是会完全丧失导热效果,而是导热效果变差很多。
环境温度也是影响吉祥力部温度的重要元素之一,同条件下在空调房的机箱温度就要比正常房间温度低,但我不建议机箱内外温差太大,这样会出现冷凝水,非纯水是会导电的,可能会造成部分硬件损坏。
这里我推荐几款散热器,大家可以无脑入的,单塔:天极风s40(4铜管) 酷里奥p50i(5铜管) 乔思博cr1000v2 pro
双塔:利民的pa120se、酷里奥p60t
顶尖风冷:
超频三rz820(4根6mm和4根8mm热管,镜面铜底)
九州风神阿萨辛4 vc(7热管,均热板,穿皮工艺)
利民fc140(5根8mm热管,镜面铜底)
这篇文章不是告诉你哪个散热器好,而是想告诉你怎样才能知道哪个散热器好,电子产品更新换代太快了,知道原理无论更新换代多快,都能知道他们之间的差距。
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