كيف تعمل أحواض الحرارة

يمكن نقل الحرارة بثلاث طرق مختلفة: الحمل الحراري والإشعاع والتوصيل. التوصيل هو الطريقة التي يتم بها نقل الحرارة في مادة صلبة ، وبالتالي فهي الطريقة التي يتم نقلها بها في المشتت الحراري. يحدث التوصيل عندما يتلامس جسمان بدرجات حرارة مختلفة مع بعضهما البعض. عند النقطة التي يلتقي فيها الجسمان ، تصطدم الجزيئات الأسرع حركة للجسم الأكثر دفئا بالجزيئات الأبطأ حركة للجسم الأكثر برودة. عندما يحدث هذا ، فإن الجزيئات الأسرع الحركة من الجسم الأكثر دفئا تعطي الطاقة للجزيئات البطيئة الحركة ، والتي بدورها تسخن الجسم الأكثر برودة. تعرف هذه العملية باسم الموصلية الحرارية ، وهي الطريقة التي تنقل بها أحواض الحرارة الحرارة بعيدا عن معالج الكمبيوتر.

عادة ما تكون أحواض الحرارة مصنوعة من المعدن ، والذي يعمل كموصل حراري يحمل الحرارة بعيدا عن وحدة المعالجة المركزية. ومع ذلك ، هناك إيجابيات وسلبيات لاستخدام كل نوع من أنواع المعادن. أولا ، كل معدن له مستوى مختلف من الموصلية الحرارية. كلما زادت الموصلية الحرارية للمعدن ، زادت كفاءته في نقل الحرارة.

يعد الألومنيوم أحد أكثر المعادن شيوعا المستخدمة في المشتتات الحرارية. الألومنيوم لديه موصلية حرارية تبلغ 235 واط لكل كلفن لكل متر (W / mK). (يشير رقم الموصلية الحرارية ، في هذه الحالة 235 ، إلى قدرة المعدن على توصيل الحرارة. ببساطة ، كلما زاد رقم الموصلية الحرارية للمعدن ، زادت الحرارة التي يمكن أن يوصلها المعدن.) الألمنيوم رخيص أيضا في الإنتاج وخفيف الوزن. عندما يتم توصيل المشتت الحراري ، فإن وزنه يضع مستوى معينا من الضغط على اللوحة الأم ، والتي تم تصميم اللوحة الأم لاستيعابها. ومع ذلك ، فإن المكياج خفيف الوزن من الألومنيوم مفيد لأنه يضيف القليل من الوزن والضغط على اللوحة الأم.
يعد النحاس من أفضل المواد وأكثرها شيوعا المستخدمة في صنع أحواض الحرارة. يحتوي النحاس على موصلية حرارية عالية جدا تبلغ 400 واط / مللي كلفن. ومع ذلك ، فهو أثقل من الألومنيوم وأكثر تكلفة. ولكن بالنسبة لأنظمة التشغيل التي تتطلب قدرا كبيرا من تبديد الحرارة ، يتم استخدام النحاس بشكل متكرر.

إذن أين تذهب الحرارة بمجرد إجراؤها من المعالج عبر المشتت الحراري؟ تقوم مروحة داخل الكمبيوتر بتحريك الهواء عبر المشتت الحراري وإخراج الكمبيوتر. تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر أيضا على مروحة إضافية مثبتة مباشرة فوق المشتت الحراري للمساعدة في تبريد المعالج بشكل صحيح. تسمى أحواض الحرارة التي تحتوي على هذه المراوح الإضافية بالمشتتات الحرارية النشطة ، بينما تسمى تلك التي تحتوي على مروحة واحدة بالمشتتات الحرارية السلبية. المروحة الأكثر شيوعا هي مروحة العلبة ، التي تسحب الهواء البارد من خارج الكمبيوتر وتنفخه عبر الكمبيوتر ، وتطرد الهواء الساخن من الخلف.