Фазовый переход. Пассивное охлаждение

[Long Cat]

http://skr.radioman.ru/thermal/radiator.php
http://www.r-tools.com/

 

[Shaj]

Расчет радиатора
R-Tools

Сожалею, но ссылка битая...:tehnari_ru_325:

 

[Long Cat]

У меня все работает, как ни странно.

 

[Taper]

Помимо сложности подбора идеальной жидкости с точки зрения ее физико- химических свойств, в самой системе ПК заключено внутреннее противоречие. Все элементы системы имеют слишком разные температурные режимы. Так, например, видео карта и оперативная память имеют суть разные рабочие температуры. Напрашивается вывод- поиск универсальной жидкости, равномерно охлаждающей ВСЕ элементы компьютера, используя эффект фазового перехода, есть утопия.
С какой бы температурой кипения мы не выбрали жидкость, для одних элементов она будет слишком высока, а для других- чрезмерно низка.
*
Считаю, что вывод не совсем верный. Все элементы в выключенном состоянии имеют температуру окружающего воздуха. Для упрощения около 25С. Если при подборе жидкости выйти на температуру кипения ~ 40С то первая микросхема, достигшая этой температуры, заставит жидкость переносить тепло, остальным при температуре 40С ничего не будет.
*
Следовательно надо охлаждать не элементы, а промежуточный термоинтерфейс, например, масло, как в PCera.
Здесь схема получается заметно проще и сводится к охлаждению ОДНОГО элемента с ОДНОЙ рабочей температурой.
Иначе говоря, охлаждать требуется только масло с температурой (по опыту PCera) в районе 40-45º С. При этом, масло, неравномерно нагреваясь от различных элементов, тем не менее достаточно равномерно распределяет тепло по объему и дает нам возможность искать не универсальную жидкость для фазового перехода, а жидкость с довольно конкретными физико- химическими свойствами.
Конечно, добавляется одно промежуточное звено в системе охлаждения и, как следствие- потеря общего КПД. Но зато технически система значительно упрощается.
*
Про упрощение схемы полностью согласен. Термосифон, как я понимаю, может иметь вид коробки с двойными стенками. Между которыми находится рабочая жидкость. А внешние стенки имеют оребрение. Пока писал подумал, что для повышения КПД, ребра могут быть на всех поверхностях. Снаружи – для воздуха, внутри для масла. А так же внутри полости термосифона.
*
По большому счету- это тот же маслокомп, в котором система принудительного охлаждения заменяется на термосифон. Иначе говоря, надо создать эффективный термосифон приличной мощности, работающий в диапазоне температур, скажем, 35- 50º С. И погрузить его теплозаборник в масло.
*
Вариант коробки имеет знАчительно большую площадь контакта с воздухом. При этом более компактен.

 

[Shaj]

"Вариант коробки имеет знАчительно большую площадь контакта с воздухом. При этом более компактен."

Вот что меня отталкивает в этом варианте, так это его спорные преимущества по сравнению с обычным маслокомпом в аллюминиевом корпусе. Допускаю, что эффективность охлаждения должна получиться на порядок выше обычного пассивного корпуса- радиатора, но ведь и сложность исполнения увеличивается многократно!
Не стоит ради идеи городить огород, пренебрегая более простыми решениями, особенно если их эффективность сравнима.
Не знаю... Сама идея корпуса- термосифона мне очень нравится, но с сожалением вижу, что исполнение ее в чистом виде связано со сложностями, а при упрощении она деградирует в банальный корпус пассивного охлаждения.
Блеска нет, изюминки!

Вобщем надо еще попереваривать информацию... ИМХО

 

[Shaj]

Во чего придумал!
Две несмешиваемые (за счет большой разности плотностей) жидкости (эфир и масло?).
- Более плотная (нижний слой)- диэлектрик, контактирует непосредственно с источниками тепла (полностью покрывает их).
- Менее плотная (верхний слой), с низкой температурой кипения, выполняет функцию рабочей жидкости в термосифоне, меняя фазовое состояние с жидкого на газообразное и обратно.
Таким образом плотная жидкость выполняет функцию перераспределения тепла для создания оптимальных условий работы термосифона.
При этом значительно расширяется поле выбора жидкости для термосифона, т.к. можно выбирать из токопроводящих жидкостей.

 

[Taper]

Во чего придумал!
Две несмешиваемые (за счет большой разности плотностей) жидкости (эфир и масло?). ...

Идея отличная, но сначала обсудим конструкцию корпуса – сифона. От этого зависит производительность (КПД) системы.

 

[Admin]

Эфир с маслом великолепно смешивается, на этой смеси авиамодельные моторчики работают

 

[Shaj]

Эфир с маслом великолепно смешивается, на этой смеси авиамодельные моторчики работают

Да и пусть себе смешивается! Все равно эфир будет выпариваться.
А вообще- это был просто пример двух жидкостей, не более.

 

[HOMEP2212]

Эфир с маслом великолепно смешивается, на этой смеси авиамодельные моторчики работают

Admin, ты предлагаешь взорвать компьютер или охладить его?

 

[Admin]

Shaj, как я понял, идея была именно в несмешиваемости, что-то типа осмоса...

 

[Shaj]

Shaj, как я понял, идея была именно в несмешиваемости, что-то типа осмоса...

Несмешиваемость нужна только для возможности применения разных по своим свойства жидкостей. В том числе и применения не диэлектрической жидкости в случае, когда она отделена от железа несмешивающимся с ней диэлектриком.

 

[Shaj]

Сейчас из той каши, которая царит у меня в голове, выкристаллизовалась одна очень ясная мысль.
Я понял, что использование фазового перехода является функциональным аналогом использования элемента пельтье. Как в одном, так и в другом случае чудес не происходит, закон сохранения энергии остается в силе, просто оба метода позволяют увеличить теплоотвод (по сравнению с прямой теплопередачей) при той же разнице температур охлаждаемого тела и окружающего воздуха.
Не подумайте, что у меня были сомнения насчет сохранения энергии. Просто только сейчас четко сформулировл себе суть и функциональное предназначение фазового перехода.
Это так.... Мысли вслух.

 

[Shaj]

Народ! В одиночку эту тему не поднять. Помогайте!

Жаль, что эта ветка не многих заинтересовала. Ибо есть, как мне кажется, очень интересные идейки. Такое и патентовать не грех. Одну из них уже обсуждал "кулуарно" с некоторыми форумчанами. Теперь излагаю здесь.
Идея (а скорее несколько идей) заключается в создании двухфазного термосифона. Первая фаза использует переход "твердое- жидкость", а вторая- "жидкость- пар".
Даю набросок "грубыми мазками".
Представьте комп, залитый на всю высоту железа (в горизонтальном, конечно, положении) парафином (с температурой плавления, например 35ºС).
Поверх парафина налита жидкость (с температурой кипения, например 30ºС).
Парафин, расплавляясь, поднимается вверх (?) и испаряет жидкость. Охлажденный парафин затвердевает и опускается вниз. Ну а с жидкостью, надеюсь, и так все ясно.
Имеем два фазовых перехода (читай "катализатора теплообмена") и упрощение герметизации разъемов периферии компа (ведь герметезировать уже надо не газ, а жидкость).
Конечно, здесь надо очень аккуратно провести подбор жидкости по плотности и инертности в отношение парафина, а так же по температурам парообразования. Но это уже технические детали. Я же сейчас говорю о голом принципе.

 

[Admin]

Слаб я в термодинамике... не совсем понимаю как мы заставим работать два рабочих тела в одной упряжке. Да и условия нужны весьма специфичные, у ведра парафина теплоёмкость как у стакана воды, если я не ошибаюсь
Я вижу более простое решение - парафин передаёт температуру на стенки корпуса из аллюминиевого радиатора. Не так красиво, как двухфазный термосифон, зато жизнеспособно и вполне осуществимо.

 

[Shaj]

Я вижу более простое решение - парафин передаёт температуру на стенки корпуса из аллюминиевого радиатора. Не так красиво, как двухфазный термосифон, зато жизнеспособно и вполне осуществимо.

Да ведь душа поэзии просит, а не будней....

 

[netopyr]

Можно создать единую систему охлаждения с гибкой разводкой теплосъемников, спрашивайте скажу как

 

[Shaj]

Можно создать единую систему охлаждения с гибкой разводкой теплосъемников, спрашивайте скажу как

Спрашиваю:"Как?"

 

[Shaj]

Перешел от слов к делу.
За 10 минут из двух стеклянных банок, трех свечей и 100 г технического спирта собрал "рабоче- крестьянский" :tehnari_ru_109: прототип двухфазного термосифона.
Как только засохнет силикон (не хухры- мухры, загерметизировал) поставлю на утюг и пусть взрывается!

 

[Shaj]

В первом испытании участвовал электрочайник. Он даже не заметил присутствие термосифона. :tehnari_ru_150:
Надо пробовать с чем- нибудь менее мощным.