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标题: 【讨论】【原创】风冷散热的设计 [打印本页]

作者: lockfire 时间: 2003-3-20 10:40
标题: 【讨论】【原创】风冷散热的设计
大家来讨论一下风冷散热的设计吧，比如材料、设计规范、风扇叶片的设计、轴承的选用设计等等

我先来谈一点基础的

风冷散热原理：
散热片的核心是同散热片底座紧密接触的，因此芯片表面发出的热量就会通过热传导传到散热片上，再由风扇转动所造成的气流将热量“吹走”，如此循环，便是处理器散热的简单过程。

散热片材料的比较：
　　现在市面上的散热风扇所使用的散热片材料一般都是铝合金，只有极少数是使用其他材料。学过物理的人应该都知道铝导热性并不是最好的，从效果来看最好的应该是银，接下来是纯铜，紧接着才会是铝。但是前两种材料的价格比较贵，如果用来作散热片成本不好控制。使用铝业也有很多优点，比如重量比较轻，可塑性比较好。因此兼顾导热性和其他方面使用铝就成为了主要的散热材料。不过我们使用的散热片没有百分之百纯铝的产品，因为纯铝太过柔软，如果想做成散热片一般都会加入少量的其他金属，成为铝合金(得到更好的硬度)。

风扇：
      单是有了一个好的散热片，而不加风扇，就算表面积再大，也没有用！因为无法同空气进行完全的流通，散热效果肯定会大打折扣。从这个来看，风扇的效果有时甚至比散热片还重要。假如没有好的风扇，则散热片表面积大的特点便无法充分展现出来。挑选风扇的宗旨就是，风扇吹出来的风越强劲越好。风扇吹出来的风力越强，空气流动的速度越快，散热效果同样也就越好。要判断风扇是否够强劲，转速是一个重要的依据。转速越快，风就越强，简单看功率的大小。

轴承：
      市面上用的轴承一般有两种，滚珠轴承和含油轴承，滚珠轴承比含油轴承好，声音小、寿命长。但是滚珠轴承的设计比较难，其中一个工艺是预压，是指将滚珠固定到轴承套中的过程，这要求滚珠与轴承套表面结合紧密，没有间隙，以使钢珠磨损度最小。通常在国内厂家轴承制造中，预压前上下轴承套是正对的，因为钢珠尺寸与轴承套尺寸肯定会存在一定误差，所以在预压受力后，滚珠同轴承套之间总有5—10微米的间隙，就是这个间隙，使得轴承的老化磨损程度大大增加，使用寿命缩短。同样过程，在NSK公司的轴承制造中，预压时上下轴承套的会有一个5微米左右的相对距离，这样轴承套在受压后就会紧紧的卡住滚珠，使其间的间隙减小为零，在风扇工作中，滚珠就不会有跳动，从而使磨损降至最小，保证风扇畅通且长久高速运转。

作者: freeman327 时间: 2003-3-20 10:55
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作者: licxxx 时间: 2003-3-20 12:07
铜吸收热量的速度比铝快很多，但把热散发出去的速度却比铝慢很多,这句话怎么理解???导热材料是热在它里面传导快,散热是利用到这一点,把热从一个地方传开再通过风冷水冷等把热散掉.导热材料跟外介质的热交换跟本身材料无关,是跟外介质的接触面积,对流状况有关.

作者: baiyears 时间: 2003-3-21 08:41
在散热片与芯片中间加导热胶，然后使用双风扇，应该能满足要求了吧！

作者: lockfire 时间: 2003-3-21 09:41

licxxx wrote:
铜吸收热量的速度比铝快很多，但把热散发出去的速度却比铝慢很多,这句话怎么理解???导热材料是热在它里面传导快,散热是利用到这一点,把热从一个地方传开再通过风冷水冷等把热散掉.导热材料跟外介质的热交换跟本身材料无关,是跟外介质的接触面积,对流状况有关.

没有风扇的情况下铜与空气的热交换比铝要慢的多

作者: lockfire 时间: 2003-3-21 09:43

baiyears wrote:
在散热片与芯片中间加导热胶，然后使用双风扇，应该能满足要求了吧！

我是想大家讨论一下其中散热片和风扇的设计，比如说散热片形状，风扇叶片的设计等等，不是用现有的材料去组装。可能我前面说得不太明白

作者: lockfire 时间: 2003-3-21 09:44
这里没有一个设计过散热片和风扇的吗？

作者: zj8352 时间: 2003-3-21 10:01
导热胶好象没有锡膏效果好！我想问一下散热系统的设计是不是有个分析软件，我想知道是什么软件？那位知道的帮帮忙，先谢了！

作者: zj8352 时间: 2003-3-21 10:03
请问，风扇是自己设计还是直接去买啊？

作者: 老树 时间: 2003-3-21 10:07
哦哦哦

作者: zj8352 时间: 2003-3-21 10:26

老树 wrote:
哦哦哦

知道就分享分享哦，先谢了

作者: huang 时间: 2003-8-16 10:08
我看过人家笔记本的散热片，哪个很复杂，先是一组红铜的用冲压的大概20片叠加在一起中间有空隙的铜片组（那是散热用的），铜片组又和导热铜管用锡将他们连接，据说哪个导热管内部有很多毛细管抽真空的（那里的水遇到热量后变成蒸汽，通过毛细管传导到另一头温度比较底处。而冷却后变成水后有通过毛细管回到高温区，这样重复的进行着），然后导热管的一头又和一个铝压铸用锡的连接。这是在铝压铸件的一面，而另一面有一个和CPU连接的凸台，凸台上面是铺的红铜，红铜再和CPU接触！

作者: gaoweifeng 时间: 2003-8-20 10:24
那叫热管；现在散热都流行这个，散热效果极佳。

作者: no1zh007 时间: 2003-10-15 19:43
先谢了

作者: bes0405 时间: 2003-11-22 08:51
我看过人家笔记本的散热片，哪个很复杂，先是一组红铜的用冲压的大概20片叠加在一起中间有空隙的铜片组（那是散热用的），铜片组又和导热铜管用锡将他们连接，据说哪个导热管内部有很多毛细管抽真空的（那里的水遇到热量后变成蒸汽，通过毛细管传导到另一头温度比较底处。而冷却后变成水后有通过毛细管回到高温区，这样重复的进行着），然后导热管的一头又和一个铝压铸用锡的连接。这是在铝压铸件的一面，而另一面有一个和CPU连接的凸台，凸台上面是铺的红铜，红铜再和CPU接触！

在這里說一下:那個與CPU连接的凸台上面是铺的不是红铜，而是一些導熱膠.
這種導熱膠比較貴,以導熱性能來說相差幾倍.比銅要好很多.

作者: Sandy-qhliu 时间: 2004-1-14 13:51
Good!

作者: huangmengbin 时间: 2004-6-23 22:29
我用过Icepark,还可以,全英文,有些参数设置比较麻烦

作者: cffcht 时间: 2005-10-17 14:55
哦

作者: no1zh007 时间: 2005-12-5 09:35

原帖由 zj8352 于 2003-3-21 10:01 发表
导热胶好象没有锡膏效果好！我想问一下散热系统的设计是不是有个分析软件，我想知道是什么软件？那位知道的帮帮忙，先谢了！

flowtherm和icepak

作者: sunniy 时间: 2006-3-12 01:12

原帖由 lockfire 于 2003-3-21 01:41 发表

没有风扇的情况下铜与空气的热交换比铝要慢的多

这个,实在是不明白啊~~~

热对流的计算公式:
Q=h*A*(Ts-Ta)
h热对流系数,(W/m2-k)
A热传的面积,(m2)
Ts平均的固体表面温度,(C)
Ta局部的流体温度,(C)

铜吸热多,表面温升自然就大,所以(Ts-Ta)也跟着大,为什么会散热慢?

作者: sunniy 时间: 2006-3-12 01:16

原帖由 bes0405 于 2003-11-22 00:51 发表
我看过人家笔记本的散热片，哪个很复杂，先是一组红铜的用冲压的大概20片叠加在一起中间有空隙的铜片组（那是散热用的），铜片组又和导热铜管用锡将他们连接，据说哪个导热管内部有很多毛细管抽真空的（那里的水遇 ...

这里纠正一点,导热膏的效果是非常之差的,完全无法与铜相比,它有它存在的道理,因为要填充铜底表面与cpu表面的接触的空隙.....把热传递到铜底上

作者: wangdhly 时间: 2006-6-19 15:31
忠告各位,在购买散热风扇时尽量直接与生产厂家联系,本人曾在广州解放中路看到大把风扇假借知名厂家的型号,外包装也只有一种,型号可随便贴,应该是小作坊的产品，风扇噪音很大,其它性能也不知道会怎么样了.

作者: rogers_gan 时间: 2006-8-4 14:26

原帖由 zj8352 于 2003-3-21 10:01 发表
导热胶好象没有锡膏效果好！我想问一下散热系统的设计是不是有个分析软件，我想知道是什么软件？那位知道的帮帮忙，先谢了！

一看就知道是外行，无话可说。。。。。

作者: ztss2000 时间: 2006-8-4 15:05
我就是專門設計散熱風扇的

作者: jieyumo 时间: 2006-8-4 21:18
用过这方面的件
有帮助啊

作者: redjulian 时间: 2006-8-5 01:24

原帖由 lockfire 于 2003-3-21 09:41 发表

没有风扇的情况下铜与空气的热交换比铝要慢的多

应该加一个前提 -----〉以单位质量来比较

但是同的密度比铝大，恰好补偿了铜在这方面的弱点，所以铜总体上散热比铝好！

拙见！等人来拍砖

作者: feng031827 时间: 2011-1-8 17:34
铜吸收热量的速度比铝快很多，但把热散发出去的速度却比铝慢很多，这句话非常对，因为我做个这样的实验

作者: jiay83 时间: 2012-1-5 23:29

licxxx 发表于 2003-3-20 12:07
铜吸收热量的速度比铝快很多，但把热散发出去的速度却比铝慢很多,这句话怎么理解???导热材料是热在它里面传 ...

铜散热器要加大风量，铝的话要想办法提高铝对热的吸收！

作者: huguohe 时间: 2012-1-6 16:25
ddddddddddddddd

作者: 乐安居 时间: 2012-1-8 19:18
Thank you very much

作者: kent_83 时间: 2012-1-14 09:40
请问，风扇是自己设计还是直接去买啊？

作者: 安然狗泥 时间: 2014-1-3 21:11
楼主好人~

作者: jandy_dai 时间: 2014-1-21 11:10
Thanks it is very useful for me

作者: kemllor 时间: 2014-10-22 15:37
散热分析用ICEPAK

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