يشير وضع تبديد الحرارة إلى الطريقة الرئيسية التي يبدد بها المشتت الحراري الحرارة. في الديناميكا الحرارية، تبديد الحرارة هو نقل الحرارة، وهناك ثلاث طرق رئيسية لنقل الحرارة: التوصيل الحراري، الحمل الحراري، والإشعاع الحراري. يسمى نقل الطاقة عن طريق المادة نفسها أو عندما تكون المادة على اتصال بالمادة بالتوصيل الحراري، وهو الشكل الأكثر شيوعًا لانتقال الحرارة. على سبيل المثال، الطريقة التي تكون بها قاعدة المشتت الحراري لوحدة المعالجة المركزية على اتصال مباشر بوحدة المعالجة المركزية لإزالة الحرارة هي التوصيل الحراري. يشير الحمل الحراري إلى وضع نقل الحرارة للسائل المتدفق (الغاز أو السائل)، ويعد وضع تبديد الحرارة "بالحمل الحراري القسري" أكثر شيوعًا في نظام التبريد الخاص بعلبة الكمبيوتر. يشير الإشعاع الحراري إلى انتقال الحرارة عن طريق إشعاع الأشعة، والإشعاع اليومي الأكثر شيوعًا هو الإشعاع الشمسي. هذه الطرق الثلاث لتبديد الحرارة ليست معزولة، في نقل الحرارة اليومي، هذه الطرق الثلاث لتبديد الحرارة تعمل معًا في نفس الوقت.
في الواقع، أي نوع من الرادياتير سيستخدم بشكل أساسي طرق نقل الحرارة الثلاث المذكورة أعلاه في نفس الوقت، لكن التركيز مختلف. على سبيل المثال، المشتت الحراري العادي لوحدة المعالجة المركزية، يكون المشتت الحراري لوحدة المعالجة المركزية على اتصال مباشر بسطح وحدة المعالجة المركزية، ويتم نقل الحرارة الموجودة على سطح وحدة المعالجة المركزية إلى المشتت الحراري لوحدة المعالجة المركزية من خلال التوصيل الحراري؛ تعمل مروحة تبديد الحرارة على توليد تدفق هواء لإزالة الحرارة من سطح المشتت الحراري لوحدة المعالجة المركزية من خلال الحمل الحراري. يتم تدفق الهواء في الهيكل أيضًا من خلال الحمل الحراري لإزالة حرارة الهواء حول المشتت الحراري لوحدة المعالجة المركزية حتى الجزء الخارجي من الهيكل؛ وفي الوقت نفسه، سوف تشع جميع الأجزاء الساخنة الحرارة إلى الأجزاء الباردة المحيطة بها.
ترتبط كفاءة تبديد الحرارة للمبرد بالتوصيل الحراري لمادة المبرد، والسعة الحرارية لمادة المبرد ووسط تبديد الحرارة، ومنطقة تبديد الحرارة الفعالة للمبرد.
وفقًا لطريقة إبعاد الحرارة عن المبرد، يمكن تقسيم المبرد إلى تبديد حرارة نشط وتبديد حرارة سلبي، الأول عبارة عن مشعاع شائع يتم تبريده بالهواء، والأخير عبارة عن بالوعة حرارية شائعة. يمكن تقسيم تبديد الحرارة المقسم أيضًا إلى تبريد الهواء وأنابيب الحرارة والتبريد السائل وتبريد أشباه الموصلات وتبريد الضاغط وما إلى ذلك.
يعد تبديد الحرارة عن طريق تبريد الهواء هو الأكثر شيوعًا، ومن السهل جدًا استخدام مروحة لإزالة الحرارة التي يمتصها المبرد. تتميز بمزايا السعر المنخفض نسبيًا والتركيب البسيط، ولكنها تعتمد بشكل كبير على البيئة، مثل ارتفاع درجة الحرارة ورفع تردد التشغيل، وسيتأثر أداء تبديد الحرارة بشكل كبير.
أنبوب الحرارة هو عنصر نقل الحرارة ذو الموصلية الحرارية العالية جدًا. ينقل الحرارة من خلال تبخر وتكثيف السائل في أنبوب مفرغ مغلق تمامًا. ويستخدم مبدأ السوائل مثل الشفط الشعري للعب تأثير مماثل لتبريد ضاغط الثلاجة. لديها سلسلة من المزايا مثل الموصلية الحرارية العالية للغاية، والأيسوثرم الجيد، ويمكن تغيير منطقة نقل الحرارة على جانبي الساخنة والباردة بشكل تعسفي، ويمكن إجراء نقل الحرارة عن بعد، ويمكن التحكم في درجة الحرارة، وما إلى ذلك، والمبادل الحراري المكون من أنابيب حرارية يتميز بمزايا كفاءة نقل الحرارة العالية، والهيكل المدمج، وفقدان مقاومة السوائل الصغيرة. بسبب خصائص نقل الحرارة الخاصة، يمكن التحكم في درجة حرارة جدار الأنبوب لتجنب التآكل عند نقطة الندى.
التبريد السائل هو استخدام الدوران القسري للسائل تحت محرك المضخة لإزالة حرارة المبرد، وبالمقارنة مع تبريد الهواء، فإنه يتمتع بمزايا التبريد الهادئ والمستقر والاعتماد الصغير على البيئة. ومع ذلك، فإن سعر أنابيب الحرارة والتبريد السائل مرتفع نسبيًا، والتركيب مزعج نسبيًا.
عند شراء المبرد، يمكنك شرائه وفقًا لاحتياجاتك الفعلية وظروفك الاقتصادية، والمبدأ جيد بما فيه الكفاية.
المبرد هو جهاز أو أداة تنقل الحرارة الناتجة عن الآلات أو الأجهزة الأخرى أثناء عملية العمل في الوقت المناسب لتجنب التأثير على عملها الطبيعي. وفقًا لطريقة تبديد الحرارة، يمكن تقسيم المبرد المشترك إلى تبريد الهواء، وتبديد الحرارة بالإشعاع الحراري، ومبرد أنبوب الحرارة، والتبريد السائل، وتبريد أشباه الموصلات، وتبريد الضاغط وأنواع أخرى.
هناك ثلاث طرق شائعة لانتقال الحرارة في علم الحرارة: التوصيل الحراري، والحمل الحراري، والإشعاع الحراري. يسمى نقل الطاقة الحركية بواسطة المادة الكيميائية نفسها أو عندما تتلامس المادة الكيميائية مع المادة بالتوصيل الحراري، وهو الشكل الأكثر انتشارًا للحمل الحراري. على سبيل المثال، يُعزى الاتصال المباشر بين قاعدة المشتت الحراري لوحدة المعالجة المركزية ووحدة المعالجة المركزية لجلب الحرارة إلى التوصيل الحراري. يشير الحمل الحراري إلى تدفق السائل (البخار أو السائل) ووضع الحمل الحراري شبه الاستوائي، في برنامج نظام تبديد الحرارة المضيف للكمبيوتر، يكون أكثر شيوعًا هو مروحة تبديد الحرارة لتعزيز تدفق البخار "الحمل الحراري القسري" وضع تبديد الحرارة. يشير الإشعاع الحراري إلى نقل الحرارة من خلال مصادر الأشعة تحت الحمراء، والإشعاع اليومي الأكثر شيوعًا هو كمية الإشعاع الشمسي. هذه الأنماط الثلاثة لتبديد الحرارة ليست مستقلة، في نقل الحرارة اليومي، يتم إنتاج هذه الأنماط الثلاثة لتبديد الحرارة في نفس الوقت، وتلعب دورًا معًا.
ترتبط كفاءة تبديد الحرارة للمبرد بالمعلمات الرئيسية مثل التوصيل الحراري للمواد الخام للمبرد، والسعة الحرارية لمواد المبرد ومادة تبديد الحرارة، والمساحة الإجمالية المعقولة لتبديد الحرارة للمبرد.
وفقًا لطريقة جلب الحرارة من المبرد، يمكن تقسيم المبرد إلى تبديد حرارة نشط وتبديد حرارة سلبي، والجزء الأمامي عبارة عن مشعاع مشترك يتم تبريده بالهواء، والجزء الخلفي عبارة عن مشتت حراري مشترك. يمكن تقسيم طرق تبديد الحرارة المختلفة إلى تبريد الهواء، وأنابيب الحرارة، والإشعاع الحراري، والتبريد السائل، والتبريد الإلكتروني، وتبريد ضاغط التبريد.
1، المبرد المبرد بالهواء هو الأكثر شيوعًا، والبسيط نسبيًا، هو تطبيق المروحة على الحرارة التي يمتصها المبرد. تتميز بمزايا السعر المنخفض نسبيًا وسهولة التركيب والتشغيل، ولكنها تعتمد على البيئة الطبيعية بدرجة عالية جدًا، مثل خصائص تبديد الحرارة التي ستتأثر بشكل كبير عند ارتفاع درجة الحرارة وزيادة سرعة تشغيل وحدة المعالجة المركزية.
2، أنبوب الحرارة هو نوع من مكونات التبادل الحراري ذات أداء نقل الحرارة العالي، ويستخدم تطاير وتصلب السائل في صمام الملف اللولبي الفراغي المغلق بالكامل لنقل الحرارة، ويستخدم المبدأ الأساسي للسائل مثل تأثير امتصاص الصوف ، مع تأثير مماثل للتأثير الفعلي لتبريد ضاغط الثلاجة. لديها سلسلة من المزايا مثل نقل الحرارة العالي، ودرجة الحرارة المتوازنة الممتازة، ويمكن تغيير المساحة الإجمالية للتوصيل الحراري على جانبي الساخن والبارد حسب الرغبة، والتوصيل الحراري لمسافات طويلة، ودرجة الحرارة القابلة للتعديل، وما إلى ذلك، والمبادل الحراري تتكون من أنابيب الحرارة وتتميز بمزايا مثل الكفاءة العالية لتوصيل الحرارة، والهيكل المدمج، وفقدان صغير لمقاومة السوائل. بسبب خصائص التوصيل الحراري الفريدة، يمكن التحكم في درجة حرارة سمك الجدار لمنع تآكل نقطة التسرب.
3، الإشعاع الحراري هو نوع من الطلاء ذو تبديد حرارة عالي الإشعاع، طلاء جسم تبديد الحرارة لطبقة تبديد حرارة الجرافين بتقنية الجريزوفولفين، بسبب معامل الإشعاع الحراري العالي، يمكن أن يجعل الإشعاع الحراري موزعًا بسرعة أكبر، ويمكن استخدامه في البيئة فوق 500 درجة مئوية لفترة طويلة دون السقوط والاصفرار والتشقق وغيرها من الظواهر. في الوقت نفسه، يمكن أيضًا تحسين أداء تبديد الحرارة للأجزاء بعد الطلاء، وتحسين مقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية للأجزاء بشكل ملحوظ.
4. التبريد السائل هو الحرارة التي يتم جلبها إلى المبرد عن طريق نظام الدوران الإلزامي الذي يتم تشغيله بواسطة المضخة، والذي يتميز بمزايا خفض درجة الحرارة الهادئ والمستقر والاعتماد الصغير على البيئة الطبيعية مقارنة بالنوع المبرد بالهواء. ومع ذلك، فإن سعر أنابيب الحرارة والتبريد السائل أعلى من ذلك، والتجميع غير مريح نسبيًا.
تشير مادة المشتت الحراري إلى المادة المحددة التي يستخدمها المشتت الحراري. تختلف الموصلية الحرارية لكل مادة، ويتم ترتيب الموصلية الحرارية من الأعلى إلى الأدنى، على التوالي، الفضة والنحاس والألمنيوم والصلب. ومع ذلك، إذا تم استخدام الفضة كمشتت للحرارة، فهي مكلفة للغاية، لذا فإن الحل الأفضل هو استخدام النحاس. على الرغم من أن الألومنيوم أرخص بكثير، إلا أنه من الواضح أنه لا يوصل الحرارة مثل النحاس. مواد المشتت الحراري شائعة الاستخدام هي النحاس وسبائك الألومنيوم، وكلاهما لهما مزايا وعيوب. يتمتع النحاس بموصلية حرارية جيدة، لكن السعر باهظ الثمن، والمعالجة صعبة، والوزن كبير جدًا، والقدرة الحرارية صغيرة، ومن السهل أكسدته. الألومنيوم النقي ناعم جدًا، ولا يمكن استخدامه مباشرة، وهو استخدام سبائك الألومنيوم لتوفير صلابة كافية، ومزايا سبائك الألومنيوم منخفضة السعر، وخفيفة الوزن، ولكن التوصيل الحراري أسوأ بكثير من النحاس. تأخذ بعض المشعات قوتها وتدمج لوحة نحاسية في قاعدة المبرد المصنوع من سبائك الألومنيوم. بالنسبة للمستخدمين العاديين، فإن المشتت الحراري المصنوع من الألومنيوم كافٍ لتلبية احتياجات تبديد الحرارة.
يشير وضع تبديد الحرارة إلى الطريقة الرئيسية التي يبدد بها المشتت الحراري الحرارة. في الديناميكا الحرارية، تبديد الحرارة هو نقل الحرارة، وهناك ثلاث طرق رئيسية لنقل الحرارة: التوصيل الحراري، والحمل الحراري، والإشعاع الحراري. يسمى نقل الطاقة عن طريق المادة نفسها أو عندما تكون المادة على اتصال بالمادة بالتوصيل الحراري، وهو الشكل الأكثر شيوعًا لانتقال الحرارة. يشير الحمل الحراري إلى وضع نقل الحرارة للسائل المتدفق (الغاز أو السائل)، ووضع تبديد الحرارة "بالحمل الحراري القسري" لمروحة التبريد التي تقود تدفق الغاز. يشير الإشعاع الحراري إلى نقل الحرارة عن طريق إشعاع الأشعة، والإشعاع اليومي الأكثر شيوعًا هو الإشعاع الشمسي. هذه الطرق الثلاث لتبديد الحرارة ليست معزولة، في نقل الحرارة اليومي، هذه الطرق الثلاث لتبديد الحرارة تعمل معًا في نفس الوقت.
ترتبط كفاءة تبديد الحرارة للمشتت الحراري بالتوصيل الحراري لمادة المشتت الحراري، والقدرة الحرارية لمادة المشتت الحراري ووسيط تبديد الحرارة، ومنطقة تبديد الحرارة الفعالة للمشتت الحراري.
وفقًا للطريقة التي يتم بها إبعاد الحرارة عن المشتت الحراري، يمكن تقسيم المشتت الحراري إلى تبديد حرارة نشط وتبديد حرارة سلبي، الأول هو عادة المشتت الحراري المبرد بالهواء، والأخير هو المشتت الحراري الشائع. يمكن تقسيم تبديد الحرارة المقسم أيضًا إلى تبريد الهواء وأنابيب الحرارة والتبريد السائل وتبريد أشباه الموصلات وتبريد الضاغط وما إلى ذلك.
يعد تبديد الحرارة عن طريق تبريد الهواء هو الأكثر شيوعًا، ومن السهل جدًا استخدام المروحة لإزالة الحرارة التي يمتصها المشتت الحراري. تتميز بمزايا السعر المنخفض نسبيًا والتركيب البسيط، ولكنها تعتمد بشكل كبير على البيئة، مثل ارتفاع درجة الحرارة ورفع تردد التشغيل، وسيتأثر أداء تبديد الحرارة بشكل كبير.
أنبوب الحرارة هو عنصر نقل الحرارة ذو الموصلية الحرارية العالية جدًا. ينقل الحرارة من خلال تبخر وتكثيف السائل في أنبوب مفرغ مغلق تمامًا. ويستخدم مبدأ السوائل مثل الشفط الشعري للعب تأثير مماثل لتبريد ضاغط الثلاجة. لديها سلسلة من المزايا مثل الموصلية الحرارية العالية للغاية، والأيسوثرم الجيد، ويمكن تغيير منطقة نقل الحرارة على جانبي الساخنة والباردة بشكل تعسفي، ويمكن إجراء نقل الحرارة عن بعد، ويمكن التحكم في درجة الحرارة، وما إلى ذلك، والمبادل الحراري المكون من أنابيب حرارية يتميز بمزايا كفاءة نقل الحرارة العالية، والهيكل المدمج، وفقدان مقاومة السوائل الصغيرة. بسبب خصائص نقل الحرارة الخاصة، يمكن التحكم في درجة حرارة جدار الأنبوب لتجنب التآكل عند نقطة الندى.
التبريد السائل هو استخدام الدوران القسري للسائل تحت محرك المضخة لإزالة حرارة المبرد، وبالمقارنة مع تبريد الهواء، فإنه يتمتع بمزايا التبريد الهادئ والمستقر والاعتماد الصغير على البيئة. ومع ذلك، فإن سعر أنابيب الحرارة والتبريد السائل مرتفع نسبيًا، والتركيب مزعج نسبيًا.
بشكل عام، وفقًا لطريقة جلب الحرارة من المبرد، يمكن تقسيم المبرد إلى تبديد حرارة نشط وتبديد حرارة سلبي.
باختصار، تبديد الحرارة السلبي، يتم إطلاق الحرارة بشكل طبيعي في الهواء وفقًا للمبرد، ويتناسب التأثير الفعلي لتبديد الحرارة مع حجم المبرد، ولكن نظرًا لأن تبديد الحرارة يتم إطلاقه بشكل طبيعي، فإن التأثير الفعلي سيكون طبيعيًا بشكل كبير. المتضررة، وتستخدم عادة في هذه الآلات والمعدات التي لا تحتوي على مخصصات للمساحة الداخلية، أو لتبريد الأجزاء ذات القيمة الحرارية المنخفضة. على سبيل المثال، تستخدم بعض اللوحات الأم الشهيرة للكمبيوتر أيضًا نظام التبريد النشط على الجسر الشمالي. يستخدم معظمهم تبديد الحرارة النشط، أي أنه وفقًا لآلة التبريد ومروحة التبريد وغيرها من المعدات، يتم إجبارهم على التخلص من حرارة المشتت الحراري. يتميز بكفاءة تبديد الحرارة العالية وحجم الآلة الصغير.
يمكن تقسيم تبديد الحرارة النشط، من طريقة تبديد الحرارة، إلى تبديد الحرارة عن طريق تبريد الهواء، وتبديد الحرارة عن طريق تبريد الماء، وتبديد حرارة أنبوب تبديد الحرارة، وتبريد أشباه الموصلات، والتبريد الكيميائي العضوي.
1، تبريد الهواء
يعد تبديد الحرارة عن طريق تبريد الهواء الطريقة الأكثر شيوعًا لتبديد الحرارة، كما أنه نسبيًا طريقة أرخص. تبديد الحرارة المبرد بالهواء هو في الأساس الحرارة التي تمتصها مروحة تبديد الحرارة إلى المبرد. لديها مزايا السعر المنخفض نسبيا والتركيب المريح.
2، حرارة تبريد المياه
يعتمد تبديد حرارة تبريد الماء على الحرارة التي يتم جلبها إلى المبرد عن طريق نظام الدوران القسري للسائل الذي تحركه المضخة، والذي يتميز بمزايا خفض درجة الحرارة الهادئ والمستقر والاعتماد الصغير على البيئة الطبيعية مقارنة بتبريد الهواء. سعر تبديد الحرارة المبرد بالماء مرتفع نسبيًا، والتركيب غير مريح نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك، عند التثبيت، اتبع قدر الإمكان التعليمات المحددة في طريقة التثبيت لتحقيق أفضل تأثير لتبديد الحرارة. نظرًا لاعتبارات التكلفة والراحة، يستخدم تبديد الحرارة المبرد بالماء بشكل عام الماء كسائل نقل الحرارة، لذلك غالبًا ما يطلق على مشعاع تبديد الحرارة المبرد بالماء مشعاع تبديد الحرارة المبرد بالماء.
3، أنابيب تبديد الحرارة
ينتمي أنبوب تبديد الحرارة إلى مكون التوصيل الحراري، والذي يستفيد بشكل كامل من المبدأ الأساسي للتوصيل الحراري وخصائص الحمل الحراري السريع لمواد التبريد، وينقل الحرارة وفقًا لتطاير وتصلب السائل في الملف اللولبي الفراغي المغلق بالكامل صمام. لديها سلسلة من المزايا مثل نقل الحرارة العالي جدًا، ودرجة الحرارة المتوازنة الممتازة، ويمكن تغيير المساحة الإجمالية للتوصيل الحراري على جانبي الساخن والبارد حسب الرغبة، والتوصيل الحراري لمسافات طويلة، ودرجة الحرارة التي يمكن التحكم فيها، وما إلى ذلك، و يتميز المبادل الحراري المكون من أنبوب تبديد الحرارة بمزايا مثل الكفاءة العالية لتوصيل الحرارة، والهيكل المدمج، وفقدان المقاومة الميكانيكية الصغيرة للسوائل. لقد تجاوزت قدرتها على نقل الحرارة قدرة نقل الحرارة لجميع المواد المعدنية المعروفة.
4، تبريد أشباه الموصلات
تبريد أشباه الموصلات هو استخدام لوح تبريد مصنوع خصيصًا من أشباه الموصلات لإحداث اختلاف في درجة الحرارة عند توصيله بمصدر الطاقة للتبريد، إذا كان من الممكن إطلاق الحرارة عند نهاية درجة الحرارة المرتفعة بشكل معقول، فسوف يستمر تبريد نهاية درجة الحرارة المنخفضة للغاية . يحدث فرق في درجة الحرارة على كل جسيم من مادة أشباه الموصلات، وتتكون لوحة التبريد من العشرات من هذه الجزيئات، والتي بدورها تنتج فرقًا في درجة الحرارة على الطبقتين السطحيتين للوحة التبريد. باستخدام هذا النوع من الفرق في درجات الحرارة، والتعاون مع تبريد الهواء/تبريد الماء لتقليل درجة حرارة نهاية درجة الحرارة المرتفعة، يمكن الحصول على تبديد حرارة ممتاز. يتميز تبريد أشباه الموصلات بمزايا درجة حرارة التبريد المنخفضة والمصداقية العالية، ويمكن أن تكون درجة حرارة السطح البارد أقل من 10 درجات مئوية تحت الصفر، ولكن التكلفة مرتفعة للغاية، وسوف تتسبب في فشل الدائرة القصيرة لأن درجة الحرارة منخفضة جدًا، والآن تتم المعالجة تكنولوجيا قطع التبريد بأشباه الموصلات ليست مثالية، وليس من السهل استخدامها.
5، والتبريد الكيميائي العضوي
وبعبارة صريحة، التبريد الكيميائي العضوي هو تطبيق بعض المركبات ذات درجة الحرارة المنخفضة، واستخدامها لهضم وامتصاص الكثير من الحرارة في حالة الذوبان لخفض درجة الحرارة. هذه الجوانب أكثر شيوعًا في تطبيق النيتروجين السائل والنيتروجين السائل. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي تطبيق النيتروجين السائل إلى تقليل درجة الحرارة إلى أقل من 20 درجة مئوية تحت الصفر، وهناك بعض لاعبي اللعبة "غير الطبيعيين للغاية" يستخدمون النيتروجين السائل لتقليل درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية إلى أقل من 100 درجة مئوية تحت الصفر (من الناحية النظرية)، وذلك بشكل طبيعي لأنه السعر باهظ الثمن نسبيًا ووقت التأخير قصير جدًا، وهذه الطريقة شائعة في المختبرات أو عشاق رفع تردد التشغيل الشديد لوحدة المعالجة المركزية.
