Тепловые трубкиВоздушные системы охлаждения с тепловыми трубками в последние годы получили популярность среди подготовленных компьютерных пользова- телей благодаря хорошему соотношению параметров стоимость/эффек- тивность/шумность. Впервые термин ≪тепловая трубка≫ использован американским изо- бретателем Г. Гровером в описании к патенту США 3-229-759. Тепловые трубки способствуют эффективному теплоотводу от поверхности про- цессора, а по коэффициенту теплопроводности в сотни раз превосходят обычные медные трубки. По принципу действия тепловые трубки во мно- гом схожи с термосифонами, в которых теплоотвод осуществляется за счет тепловой конвекции. Системы охлаждения 187 Простейший термосифон представляет собой полую, герметично за- крытую трубку (например, из меди), внутри которой имеется небольшое количество рабочей жидкости. Термосифон располагается вертикально, а конец с жидкостью помещается в область повышенной температуры. При подводе тепла жидкость начинает превращаться в пар (зона испарения), который в результате конвекции движется вверх, то есть в зону с меньшей температурой. При остывании пар конденсируется и по стенкам термоси- фона под действием гравитационных сил стекает вниз. Для эффективного теплоотвода с помощью такого термосифона необходимо обеспечить по- стоянный отвод тепла от зоны конденсации, что можно сделать с помощью радиатора. То есть необходимо, чтобы всегда существовал градиент тем- пературы и чтобы температура зоны конденсации была достаточной для конденсации пара. Для построения универсальных систем охлаждения необходимо, чтобы теплоотвод осуществлялся при любом положении трубки. Для этого возврат конденсата в зону ис- парения должен происходить не под действием гравитационных сил, а вопреки их действию. Таким меха- низмом возврата служит капилляр- ный эффект в пористом материале, который реализуется в тепловых трубках. Тепловые трубы, используемые для системы охлаждения процес- соров, обычно изготавливаются из меди, а на их внутреннюю поверх- ность наносят слой пористого ма- териала. В качестве рабочей жидкости могут использоваться различ- ные вещества, которые должны удовлетворять определенным условиям. Во-первых, рабочая жидкость должна иметь точку фазового перехода ≪жидкость — пар≫ в требуемом диапазоне рабочих температур. Во-вто- рых, жидкость должна обладать достаточно большой удельной теплотой парообразования, так как чем выше удельная теплота парообразования, тем меньше потребуется жидкости. В-третьих, жидкость должна обла- дать достаточно высокой теплопроводностью, чтобы свести к минимуму перепад температур между стенкой трубки и поверхностью испарения. В данном случае предпочтительнее использование жидкостей с высоким поверхностным натяжением, поскольку такая жидкость обладает ярко выраженным капиллярным эффектом. При охлаждении процессоров в Система охлаждения Titan Vanessa с радиатором на тепловых трубках 1 8 8 Корпус качестве рабочей жидкости используют воду (диапазон рабочих темпе- ратур от 30° до 200 °С) или ацетон (диапазон рабочих температур от 0° до 120 °С). Капиллярно-пористый материал, используемый в тепловых трубках, должен быть достаточно мелкопористым для улучшения капиллярного эффекта, однако слишком мелкопористая структура будет препятство- вать проницаемости жидкости. Выбор капиллярно-пористого материала зависит как от рабочих температур, так и от общей длины тепловой трубки.
|
