風冷散熱器在生活中是很常見,不只是電腦上常用。你所見到的風冷散熱器基本是同一個概念,原理基本不變,只要認識風冷散熱原理,所有的風冷散熱都能知道好與差。我是對電腦方面比較熟悉,我就把電腦上的散熱器原理解釋出來,讓大家對散熱器一看便知。
風冷原理並不複雜,CPU發熱把熱量傳遞給散熱底座,然後散熱底座傳遞給熱管,熱管再將熱量傳導給鰭片,風扇再把鰭片的熱量吹走。
明白了原理就會發現,散熱器是由底座、熱管、鰭片和風扇組成。散熱器的散熱效果就取決於這四個部件的做工工藝。
我們想看最重要的熱管,初中物理學過熱量是從熱的一端傳遞到冷的一端,傳遞速度是由材料的導熱係數有關,加熱鐵質勺子的一端,熱量很快就會傳遞到另一端,捏住一端另一端不斷加熱,很快就會感覺到燙手。而拿一根木質筷子重複上面操作,加熱一端直至燒斷也不會感覺到另一端燙手。這是因爲兩者的導熱係數不同導致的,木質筷子導熱係數低,鐵勺子的導熱係數高。
勺子:60W/M·K 木頭:0.2W/M·K
看似勺子的導熱係數已經很高了,熱管的導熱係數可以在4000W/M·K以上。熱管裏面是空心的,裏面有少量的氟利昂(製冷劑的統稱)。一端受熱製冷劑就會吸熱蒸發,蒸發至另一端,另一端溫度低,這個蒸汽就會冷凝並釋放熱量變回液態流回受熱端反覆此過程。熱管的內壁會有一圈毛細結構,這個毛細結構是銅粉燒製而成,形成毛細作用,作用於冷卻劑克服重力逆流而上。不是所有的熱管都是銅粉燒製,也有溝槽式和絲網式,效果還是銅粉燒製最好。
熱管裏是真空的,有效提升熱管的導熱效率:
1、降低水的沸點 2、提高導熱效率
所以熱管一旦破損整根熱管直接報廢。常見的熱管有6mm和8mm 8毫米熱管截面面積面積相當於6毫米麪積接近於翻倍,效果也會好很多。
我們看到的熱管一般都是壓彎的,在散熱器中熱管最大的作用是導熱而不是散熱,散熱由鰭片來完成,散熱器在使用的時候絕大部分時間是橫過來的,使用想要回到蒸發段需要克服重力,僅通過毛細作用通常比較慢,逆重力熱管通過調整毛細結構粗細和熱管中含水量的比例,加速這個往上爬的過程,通過實測效果確實明顯。
散熱底座一般有三種,熱管直觸、銅底焊接、均熱板。
一般看到便宜的風冷散熱器都是銅底直觸的,能在底部直接看到熱管的,熱管通過打磨、擠壓變得平整,熱管直接接觸發熱源,所以叫熱管直觸,成本也比較低。
銅底焊接相對熱管直觸會更好,他是兩個銅塊將熱管包裹起來,銅塊與cpu的接觸面積更大,導熱效果也會好一些,他也是具備一定的均熱效果。
更高端的是均熱板,板裏面會有導熱液體,能把熱量均勻的帶到每一根熱管,現在的cpu發熱源不是在中間,會導致有些熱管作用大,有些作用小,均熱板很好的解決這個問題,但成本也會大大增加。
我們見到的散熱器底座與cpu接觸面,都是特別平整的、光滑的。這是打磨過爲了底座更加緊密接觸cpu,如果散熱器上螺絲沒擰緊,這會讓讓了效果大打折扣。
鰭片和熱管的接觸工藝有兩種,一種是穿片另一種是迴流焊。穿片是把鰭片穿在熱管上,鰭片會提前開好小一點的洞,是爲了更加緊密的接觸熱管,迴流焊是焊接在熱管上,效果肯定是迴流焊好,迴流焊成本也相對更高,一般適用於高端散熱器。
想要分辨兩種工藝也是很簡單,迴流焊的鰭片與熱管的接觸位置會有個小洞,穿片會看到熱管接觸的位置微微拱起。
有些散熱器熱管是銅黃色,有些是銀色。這是因爲熱管鍍了鎳,抗氧化效果會更好,也會更好看。一些老的散熱器,熱管上面沒有鍍鎳,跟新散熱器的熱管比起來他會髒髒的,這就是沒有鍍鎳。金屬氧化是很正常的,比如銅火鍋也是會發黑的。抗氧化也可以用噴塗層來解決(有些塗層會影響散熱效果)
鰭片是爲了增加散熱器與空氣的接觸面積,我們平時說的單塔與雙塔,在鰭片數量上是有很大明顯,一般單塔是爲了給發熱量不大的cpu用(9700x這種就能壓下來)雙塔散熱器一般用於高端型號的cpu(如136、137、146這種,不要試圖用來壓139和149)風冷散熱器配備的風扇一般都是風壓比較高的,這個風扇要推透散熱鰭片,鰭片的熱量全部吹走。
風扇有兩個重要的參數,一個是風壓,另一個是風量。風壓的單位是mmH2O(毫米水柱)指的是風扇出入口的風強差,風量的單位是CFM(立方英尺每分鐘)可以理解成1分鐘可以排放的空氣體積。
風量的決定因素有兩個,一個是風扇的尺寸,一個是風的流動速度。風的流動速度可以用風扇的轉速來控制,風扇轉速的增加就會增大噪音,噪音也是風冷平特需要考察的參數之一。風壓大的風扇可以將風吹得更遠,風量大的風扇排風效果更好。
電腦運行的時候,風扇的轉速不是一定保持滿速的,而是根據cpu當前的溫度自動控制。這是電腦噪音的主要組成部分。
風冷散熱去對比水冷散熱器,風冷散熱器對於機箱風道的要求更高一些,這也會導致一些頂級的散熱器卻壓不住CPU溫度的原因之一。
風扇將鰭片上的熱量吹走,這個熱量不能一直憋在機箱裏面,要將這些熱量從機箱裏面排出去,機箱風道不好的話會導致熱量排不出去或者排出去的效率低,就會影響散熱器的散熱效果。
機箱風道分爲進風和出風,進風將空氣吸入機箱,經過鰭片帶走熱量,然後被出風吹出機箱。機箱封道一般是前進後出、下進上出,機箱風道一般要避免拐彎。
這裏我寫幾個散熱風扇搭配方案,散熱效果從高到低,第五個會比第四個好,當時寫好忘改了。機箱前面的風扇一般選擇風壓高一點的風扇,可以把冷風直接吹到內存附近,內存也降降溫。機箱後面的風扇一般選擇風量大的風扇,目的是爲了快速將熱量排走。
散熱器不只有塔式散熱,還有下壓式。他是散熱器有個弊端,就是高度比較高想要組itx小機箱。他是散熱器放不進去,下壓式散熱器的優勢就體現出來,但下壓是散熱器相較於塔式散熱器的解熱能力要差一些,如果沒有特殊需求一般還是推薦塔式散熱。如果你的CPU發熱量不大,下壓是散熱器組成一個小機箱是很不錯的。
還有一個影響散熱效果的是硅脂,硅脂是填補CPU與散熱器之間縫隙的,不是越厚越好,理論上在CPU與散熱器之間不留空隙的前提下越薄越好,硅脂是有使用壽命的,使用到兩年到三年之間,絕大部分硅脂都會變幹,這並不是會完全喪失導熱效果,而是導熱效果變差很多。
環境溫度也是影響吉祥力部溫度的重要元素之一,同條件下在空調房的機箱溫度就要比正常房間溫度低,但我不建議機箱內外溫差太大,這樣會出現冷凝水,非純水是會導電的,可能會造成部分硬件損壞。
這裏我推薦幾款散熱器,大家可以無腦入的,單塔:天極風s40(4銅管) 酷里奧p50i(5銅管) 喬思博cr1000v2 pro
雙塔:利民的pa120se、酷里奧p60t
頂尖風冷:
超頻三rz820(4根6mm和4根8mm熱管,鏡面銅底)
九州風神阿薩辛4 vc(7熱管,均熱板,穿皮工藝)
利民fc140(5根8mm熱管,鏡面銅底)
這篇文章不是告訴你哪個散熱器好,而是想告訴你怎樣才能知道哪個散熱器好,電子產品更新換代太快了,知道原理無論更新換代多快,都能知道他們之間的差距。
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