MAHDIAR
11th December 2009, 11:31 PM
(http://www.ramehr.com/archives/category/learning/hardware-disquisition)
Heat pipe بر پایه مکانیسم تغییر فاز بوده و می‌تواند دمای بالایی را از مکانی به مکان دیگر منتقل کند.
Heat pipe از یک لوله فلزی تو خالی با قابلیت رسانایی بالا (مانند مس و آلومینیوم) که ابتدا و انتهای آن بسته است تشکیل شده است. درصدی از فضای درون لوله، با استفاده از یک مایع مانند آب، اتانول، استون، سدیم یا جیوه (براساس نوع کاربرد و دمای محل استفاده) پر شده است. فشار داخل لوله کمتر یا نزدیک فشار بخار مایع مورد استفاده است که در نتیجه برای بخار شدن ماده مورد نظر، نیاز به دمای کمتری است که به صورت دو فاز مایع و بخار درون لوله وجود دارد. دیواره داخلی در برخی از Heat pipeها از یک پودر فلزی متخلخل یا شیارهایی روی دیواره در قسمت سرد لوله ساخته شده است. این فلز متخلخل باعث ایجاد فشار مویرگی شده و هنگامی که بخار به مایع تبدیل میشود به داخل شیارها جذب و به پایین لوله (که محیط گرم‌تری دارد) انتقال می‌یابد. البته اگر Heat pipe به صورت عمودی قرار گرفته باشد، دیگر نیازی به بدنه متخلخل نبوده و جاذبه زمین این عمل را انجام خواهد داد.
http://www.khanesakhtafzar.com/admin/myGR/upload_images/Heat_Pipe_Mechanism%281%29.jpg
انواعی از heat pipeها به صورت مسطح نیز وجود دارند که شیارهای قرار گرفته روی آن نقش لوله‌های حاوی مایع را بازی میکنند.
http://www.khanesakhtafzar.com/admin/myGR/upload_images/800px-IsoSkin.jpg
نکته‌ای که باید به آن توجه کرد این است که بیشترین میزان کارایی Heat pipe در دمای خاصی انجام‌پذیر است. اگر دما پایین باشد، تغییر فاز رخ نمی‌دهد و اگر دما بسیار بالا برود تمام ماده درون لوله به گاز تبدیل شده و تنها بدنه لوله عمل انتقال حرارت را انجام می‌دهد که در این حالت کارایی به ۸۰/۱ حالت عادی تقلیل می‌یابد (البته احتمال رخ دادن این حالت در کامپیوترها بسیار کم است).
حال برای تفهیم بیشتر قضیه یک مثال میاوریم .
برای خنک کنندگی بهتر کارت های گرافیکی سایلنت پایپ که از هیت پایپ استفاده میکنند نباید از فن جهت خنک کنندگی استفاده کرد چون این عمل باعث میشود مایع حامل حرارت به گاز تبدیل نشده و در نتیجه حرارت بر روی جی پی یو باقی بماند .
به تصویر زیر توجه کنید این کارت از یک خننکده سایلنت پایپ یا همون هیت پایپ بهره میبرد در صورتی که شما یه فن با فاصله ۱۰ سانتی متری روی درب کیس نصب کنید تا فقط عمل بازدم هوا روی قیمت انتهایی لوله ها یعنی بخش آلومینویمی را داشته باشد بهترین حالت خنک کنندگی رو خواهید داشت . چرا که مایع تبدیل شده به گاز و حامل حرارت موجود در این بخش خنک شده و از طریق بخش متخلخل به صورت مایع به روی سطح GPU باز میگردد .
حال اگر دو عدد فن روی این خننکده به صوت مستقیم نصب کنیم نه تنها کارت خنک نمیشود بلکه تا حد۳۵ درصد گرمتر مشود . چون مایع درون لوله ها به گاز تبدیل نشده و حرارات از روی سطح پردازنده گرافیکی به بخش خنک کننده انتهایی لوله انتقال پیدا نمیکند .
این آزمایش با همین کارت انجام شد وقتی ۲ عدد فن ۸ سانتی متری به صورت مستقیم روی کارت بسته شده دمای کارت به مقدار ۶۵ درجه سانتی گراد ثابت شد ، و وقتی ۱ عدد فن بر روی درب کیس درست رو بروی بخش آلومینویمی و یک عدد در پشت کیس جهت هوای خروجی بسته شد دمای کارت در حالت بیکاری ۴۳ درجه و در حالت لود ۵۵ درجه شد که نشان گر این موضوع میباشد.
جهت خنک کردن این گونه کارت ها باید جریان هوا به گونه ای مدریت شود که فقط قسمت انتقال حرارات خنک گردد در غیر اینصورت بازدهی خنک کننده خیلی کمتر از حالت ایده آل خواهد بود
Heat pipe بر پایه مکانیسم تغییر فاز بوده و می‌تواند دمای بالایی را از مکانی به مکان دیگر منتقل کند.
Heat pipe از یک لوله فلزی تو خالی با قابلیت رسانایی بالا (مانند مس و آلومینیوم) که ابتدا و انتهای آن بسته است تشکیل شده است. درصدی از فضای درون لوله، با استفاده از یک مایع مانند آب، اتانول، استون، سدیم یا جیوه (براساس نوع کاربرد و دمای محل استفاده) پر شده است. فشار داخل لوله کمتر یا نزدیک فشار بخار مایع مورد استفاده است که در نتیجه برای بخار شدن ماده مورد نظر، نیاز به دمای کمتری است که به صورت دو فاز مایع و بخار درون لوله وجود دارد. دیواره داخلی در برخی از Heat pipeها از یک پودر فلزی متخلخل یا شیارهایی روی دیواره در قسمت سرد لوله ساخته شده است. این فلز متخلخل باعث ایجاد فشار مویرگی شده و هنگامی که بخار به مایع تبدیل میشود به داخل شیارها جذب و به پایین لوله (که محیط گرم‌تری دارد) انتقال می‌یابد. البته اگر Heat pipe به صورت عمودی قرار گرفته باشد، دیگر نیازی به بدنه متخلخل نبوده و جاذبه زمین این عمل را انجام خواهد داد.
http://www.khanesakhtafzar.com/admin/myGR/upload_images/Heat_Pipe_Mechanism%281%29.jpg
انواعی از heat pipeها به صورت مسطح نیز وجود دارند که شیارهای قرار گرفته روی آن نقش لوله‌های حاوی مایع را بازی میکنند.
http://www.khanesakhtafzar.com/admin/myGR/upload_images/800px-IsoSkin.jpg
نکته‌ای که باید به آن توجه کرد این است که بیشترین میزان کارایی Heat pipe در دمای خاصی انجام‌پذیر است. اگر دما پایین باشد، تغییر فاز رخ نمی‌دهد و اگر دما بسیار بالا برود تمام ماده درون لوله به گاز تبدیل شده و تنها بدنه لوله عمل انتقال حرارت را انجام می‌دهد که در این حالت کارایی به ۸۰/۱ حالت عادی تقلیل می‌یابد (البته احتمال رخ دادن این حالت در کامپیوترها بسیار کم است).
حال برای تفهیم بیشتر قضیه یک مثال میاوریم .
برای خنک کنندگی بهتر کارت های گرافیکی سایلنت پایپ که از هیت پایپ استفاده میکنند نباید از فن جهت خنک کنندگی استفاده کرد چون این عمل باعث میشود مایع حامل حرارت به گاز تبدیل نشده و در نتیجه حرارت بر روی جی پی یو باقی بماند .
به تصویر زیر توجه کنید این کارت از یک خننکده سایلنت پایپ یا همون هیت پایپ بهره میبرد در صورتی که شما یه فن با فاصله ۱۰ سانتی متری روی درب کیس نصب کنید تا فقط عمل بازدم هوا روی قیمت انتهایی لوله ها یعنی بخش آلومینویمی را داشته باشد بهترین حالت خنک کنندگی رو خواهید داشت . چرا که مایع تبدیل شده به گاز و حامل حرارت موجود در این بخش خنک شده و از طریق بخش متخلخل به صورت مایع به روی سطح GPU باز میگردد .
حال اگر دو عدد فن روی این خننکده به صوت مستقیم نصب کنیم نه تنها کارت خنک نمیشود بلکه تا حد۳۵ درصد گرمتر مشود . چون مایع درون لوله ها به گاز تبدیل نشده و حرارات از روی سطح پردازنده گرافیکی به بخش خنک کننده انتهایی لوله انتقال پیدا نمیکند .
این آزمایش با همین کارت انجام شد وقتی ۲ عدد فن ۸ سانتی متری به صورت مستقیم روی کارت بسته شده دمای کارت به مقدار ۶۵ درجه سانتی گراد ثابت شد ، و وقتی ۱ عدد فن بر روی درب کیس درست رو بروی بخش آلومینویمی و یک عدد در پشت کیس جهت هوای خروجی بسته شد دمای کارت در حالت بیکاری ۴۳ درجه و در حالت لود ۵۵ درجه شد که نشان گر این موضوع میباشد.
جهت خنک کردن این گونه کارت ها باید جریان هوا به گونه ای مدریت شود که فقط قسمت انتقال حرارات خنک گردد در غیر اینصورت بازدهی خنک کننده خیلی کمتر از حالت ایده آل خواهد بود