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热管散热器内部结构大揭秘

时间:2010-5-21来源:互联网 点击:
       一般来说,从热管的表面很难看出它内部采用的是怎样的结构。小编我相信,关注这篇文章的读者一定看过许多处理器、显卡散热器的评测文章。对于高级发烧用户的你来说,一定对热管散热的原理有滔滔不绝的谈资。但是如果你真的想知道散热器上的一根根热管内部采用怎样的结构,那么只能暴力切开才能一窥究竟。虽然这是极具暴力的破坏性测试,但是正如你此刻预想的那样,导热管内部的结构和所使用的技术决定了这些现代处理器散热器的换热性能。今天小编我就来跟你聊聊这事儿。

  正如你所知道的,现在的热管都是金属结构,这样可以有效的进行换热,让热量从一端传导到另一个端。它是一个封闭的结构,内部存有一些容易蒸发的液体,然后通过内部液体的蒸发与冷凝的回流进行热量的搬运。热管内部是真空的,这样在低气压下,内部的液体就可以在很小的温差下得以沸腾和蒸发。液体会非常自然的朝较冷地方流淌。其热管之芯的内部结构,对于液体回流的性能有着决定性的作用。热管之芯的内部,大多都有一些细小的毛刺和孔洞,利用水的张力和虹吸作用,可以加速液体的回流。虹吸作用非常好理解,例如你把毛巾放在水盆的边沿,触及到水的毛巾会变湿,但是毛巾其他部分未真正触及水也会变湿,这就是因为毛巾纤维内部有很多空隙,在虹吸作用下,将水从毛巾一端抽到了另一端。

  由此热管的导热效率一个关键的因素,就是内部的结构设计。谁的设计越巧妙,那么他的导热效率就越高,内部的回流液体就越能摆脱地心引力,在热管内部任意流淌。而一般消费级的商业用途中,热管的内部结构分为三种:热熔渣结构、沟槽结构、多重金属网孔。

  热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件,它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业,自从被引入散热器制造行业,使得人们改变了传统散热器的设计思路,摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式,采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机,同样可以得到满意效果,使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决,开辟了散热行业新天地。现在常见于cpu的散热器上。

热管之芯

  从热力学的角度看,为什么热管会拥有如此良好的导热能力呢?物体的吸热、放热是相对的,凡是有温度差存在的时候,就必然出现热从高温处向低温处传递的现象。从热传递的三种方式来看(辐射、对流、传导),其中热传导最快。热管就是利用蒸发制冷,使得热管两端温度差很大,使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态,充入适当的液体,这种液体沸点低,容易挥发。管壁有吸液芯,其由毛细多孔材料构成。热管一段为蒸发端,另外一段为冷凝端,当热管一段受热时,毛细管中的液体迅速蒸发,蒸气在微小的压力差下流向另外一端,并且释放出热量,重新凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段,如此循环不止,热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。

热管换热原理

 

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