Hőelvezetés.

Az előadások a következő témára: "Hőelvezetés."— Előadás másolata:

1 Hőelvezetés

2 Hőelvezetés Hővezetés
A tartós üzemszerű környezet fenntartása, a megfelelő hőelvezetés elengedhetetlen a számítógépek, a számítástechnikai eszközök üzemeltetése során- Hőmérséklet-különbség hatására nyugalomban lévő testekben létrejön hőáramlás. A melegebb helyről a hidegebb irányába, a teljes kiegyenlítődésig azt folyamatosan megfigyelhetjük. Ennek nagysága (sebessége) arányos a hővezető közeg keresztmetszetével, a hőmérsékletkülönbség nagyságával, valamint függ az anyag hővezetési tényezőjétől.

3 Hőelvezetés Hőszállítás
A közeget alkotó részecskék mozgásával valósul meg. A hőszállítás mértéke a közeg mozgási sebességével arányos mennyiség.

4 Hőelvezetés Hősugárzás
Az energia térbeli terjedésével, elektromágneses hullámok formájában valósul meg.

5 Hőelvezetés Hőátadás A szilárd testek és a folyadékok, gázok határfelületén létrejövő hőterjedés. Ebben összetett módon kap szerepet az ismertetett három hőterjedési mód. A hőátadás arányos a hőmérséklet különbséggel és a felület nagyságával, valamint jellemzi egy hőátadási tényező is. Az informatikai eszközöknél alkalmazott hűtőbordák ezt a jelenséget alkalmazzák a gyakorlatban.

6 Szilárd testek érintkezési problémái
Hőelvezetés Szilárd testek érintkezési problémái - Nem tökéletesen sík: azaz a megmunkálás során keletkezett nyomok miatt nem képez homogén felületet, és ezt a későbbi karcolódások tovább rontják. - A két összeillesztendő felület egymással nem illeszkedő. Rendszerint sík felületek kialakítására törekszenek a gyártók, de a különféle geometriai eltérések a gyártás során a felület eltérését eredményezik.

7 Szilárd testek érintkezési problémái
Hőelvezetés Szilárd testek érintkezési problémái - Nem tökéletesen sík: azaz a megmunkálás során keletkezett nyomok miatt nem képez homogén felületet, és ezt a későbbi karcolódások tovább rontják. - A két összeillesztendő felület egymással nem illeszkedő. Rendszerint sík felületek kialakítására törekszenek a gyártók, de a különféle geometriai eltérések a gyártás során a felület eltérését eredményezik. Így a két fém találkozása nem felületen történik (és mint láttuk, a hőátadás hatékonysága a felülettel arányos), csupán pontszerűen. Egyenetlen felszínek hőátadását rontó tényezők

8 Szilárd testek érintkezési problémái
Hőelvezetés Szilárd testek érintkezési problémái Erre a gyakorlatban kínálkozó megoldások: - hővezető ragasztó: gyakran alkalmazott, ám nem bontható kötésmód, - hővezető paszta: ezt is sok esetben alkalmazzuk, hisz így egy bontható, ám jó hővezető képességű kapcsolatot tudunk kialakítani a hűtendő alkatrész és a hűtőegység között, - hővezető alátét: puha fémek segítségével hozhatunk létre kapcsolatot, amely megfelelően nagy erőhatásra felveszi a kapcsolódó felületek alakját, kitölti a közöttük lévő hézagot. Egyenetlen felszínek hőátadását rontó tényezők

9 Hőelvezetés HŰTÉSI MEGOLDÁSOK Léghűtés:
- Passzív léghűtésről beszélünk, ha a hűtőfelület méretezése alkalmas arra, hogy az átadott hőmennyiség a levegő természetes — a hőkülönbségekből adódó — áramlása mellett folyamatosan elegendő hőátadás történik. Mátrix nyomtatófej passzív hűtése megnövelt külső felülettel

10 Összetett aktív hűtési megoldás
Hőelvezetés HŰTÉSI MEGOLDÁSOK Léghűtés: - Aktív léghűtésnek tekintünk minden olyan megoldást, ahol a hőátadást a hőátadó felületen kényszeresen átáramoltatott levegőmozgással tesszük hatékonyabbá. Összetett aktív hűtési megoldás

11 Hőelvezetés HŰTÉSI MEGOLDÁSOK A hűtés akkor hatékony, ha:
- nagy tömegű a hűtőborda, - a hűtőborda anyaga homogén, - a hűtőborda hűtőfelülete minél nagyobb, - az egyes lamellák vastagsága minél nagyobb. A hőtermelés a működési frekvencia növekedésével arányosan nő, ezért más megoldás irányába indult el a technológiai fejlődés: - többmagos, ezáltal a hőt több ponton termelő, így könnyebben elvezethető eszközöket készítenek, amelyek alacsonyabb működési frekvencián is képesek a megfelelő számolási teljesítmény elérésére, - a gyártástechnológia egyre kisebb félvezető eszközöket és a kisebb félvezetők eleve kevesebb energiát igényelnek a működésükhöz.

12 Színezett alumínium hűtőborda
Hőelvezetés HŰTÉSI MEGOLDÁSOK A léghűtések esetén leginkább alumínium hűtőbordázatokkal találkozunk a könnyebb megmunkálhatóság és az alacsonyabb anyagköltség miatt. Színezett alumínium hűtőborda

13 Hőelvezetés HŰTÉSI MEGOLDÁSOK Folyadékhűtés:
A folyadékhűtéseknél azt a tényt használjuk ki, hogy az áramoltatható anyagok közül a folyadékok fajhője, így az általuk elszállított hőmennyiség nagyobb a gázokénál. - blokkok veszik át a hőt a hűtendő eszközről, - ezt csöveken vezetjük el, - ezekben nem víz, hanem speciális hűtőfolyadék kering, - a keringtetést szivattyú végzi, - a levegőnek a „radiátor” adja át az elvezetett hőt.

14 Hőelvezetés HŰTÉSI MEGOLDÁSOK Folyadékhűtés:
A blokkokban egy belső labirintus van, amelyben a beérkező hideg hűtőközeg végigáramolva át tudja venni az elvezetendő hőmennyiséget.

15 Hőelvezetés HŰTÉSI MEGOLDÁSOK Hőszállító cső:
A léghűtések hatékonyságának növelésére alkalmazzák a megismert hátrányok kiküszöbölésére a hőszállító csöveket (heat pipe). - Alapja egy lezárt cső, amelynek végeihez megfelelő hőközvetítő felületek kapcsolódnak. Az egyikkel átvesszük a hőt a hűtendő eszközről, és a távolabbi (így könnyebben elhelyezhető, jobb hőátadási körülményekkel rendelkező) másikhoz vezetjük. - A hővezető közeg a víz — méghozzá két halmazállapotában jelen lévő víz. A cső alján (a hűtendő felületnél) a víz folyékony, de a keletkező hő hatására elpárolog, így nagyobb térfogatot foglal el, felszáll a cső másik végéhez. - Az itteni hidegebb felületen kicsapódik, és a víz a gravitációnak engedelmeskedve ismét lefolyik a cső aljába.

16 Hőelvezetés HŰTÉSI MEGOLDÁSOK Kompresszoros hűtés:
Leginkább szerverszekrényekben (rack) alkalmazott hűtési módszer. A szerverekben lévő, egy szekrényben felhalmozott egységek igen nagy mennyiségű hőt termelnek. Itt kevésbé fontosak olyan szempontok, amelyek a személyi számítógépek esetében jelentősek.

17 Vége