액체 금속에서 PC를 액체 냉각합니까? [닫은]

물 / 냉각제 대신 맞춤형 냉각 루프에 방대한 양의 액체 금속을 넣으면 어떻게됩니까? 어떤 도전에 직면하겠습니까? 이렇게하면 어떤 이점이 있습니까?

보너스 : 표준 플라스틱 / 유리 튜브 대신 구리 튜브를 사용하고 구리 튜브를 통해 액체 금속을 펌핑하면 어떻게됩니까? 또한 구리 CPU 블록도 사용 했습니까?

켈 타리의 답변에있는 모든 것이 옳습니다. 다른 중요한 정보로 확장하고 싶습니다.

열을 "전달"하려면 열전도도 및 열용량이라는 두 가지 주요 값을 처리해야합니다. 첫 번째는 뜨거운 표면에서 열을 가져오고 차가운 표면으로 열을주는 것과 같이 다른 재료에서 열을 쉽게주고받는 방법입니다. 두 번째는 얼마나 많은 에너지를 저장할 수 있는지입니다.

액체 금속의 열 전도성은 고체 금속에 비해 매우 낮습니다. 순수한 고체 알루미늄은 약 200 W / (m K)의 열전도율을 가지며, 순수한 구리는 약 390 W / (m K)이다. 한편, 수은은 약 8.5 W / (m K)의 값을 갖고 물의 값은 약 0.6 W / (m K)이다. 따라서 액체 금속은 열 전달을 위해 물보다 우수하지만 고체 금속보다 훨씬 나쁩니다.

열용량은 또 다른 부분입니다. 액체 물의 1K 온도 변화 (즉, 1 ° C 또는 2 ° F 변화)에는 4.187kJ / kg이 필요하지만 수은의 변화는 0.125kJ / kg이며, 이는 CPU 표면에서 동일한 열이 32 회 발생한다는 것을 의미합니다. 수은의 더 큰 온도 변화!

우리가 간단히 생각하면, 14 배 더 나은 전도도 및 32 배 더 나쁜 열용량은 수냉과 관련하여 합이 약 50 % 더 나쁘지만 독성이나 단락 요소와 같은 다른 위험한 요소는 고려하지 않습니다. (현재 온도, 압력, 전달시 측면 소산 등과 같이이 값에 의존하는 다른 많은 매개 변수가 있기 때문에이 계산은 적절하지 않습니다.)

표면적으로 이것은 좋은 생각처럼 보이지만 실제로는 매우 나쁜 생각입니다.

실온에서 액체 인 두 가지 금속 (합금 제외)은 수은과 갈륨입니다.

첫째, 수은은 매우 독성이 있으며 전문가 만 처리해야합니다.

갈륨은 알루미늄과 강철 을 부식 시켜 냉각수가 열을 흡수하기 위해 통과합니다. 결국 조인트와 방열판이 파손되어 다음 문제가 발생합니다.

수은과 갈륨은 모두 전기 전도체입니다. 두 액체 중 하나가 전자 장치에 누출되면 단락이 발생하고 전자 장치가 손상 될 수 있습니다. 그리고 다시, 수은은 매우 독성이 있습니다. 이것만으로는 사용하지 않는 것입니다.

수은과 갈륨은 열로 인해 체적 팽창률이 높습니다. 높은 열에서는 크게 팽창 할 수 있으며 압력은 냉각 라인을 파괴합니다.

갈륨 자체는 실온 에서 액체가 아니다 . 융점은 85.58 ° F (29.76 ° C)로 PC가 꺼지고 완전히 냉각되면 갈륨이 응고됩니다. 액체가 흐를 수 없기 때문에 이것은 물론 문제를 일으킬 수 있습니다.

더 많은 생각으로 편집 :

수은은 매우 무겁습니다. 1 리터의 수은의 무게는 30 파운드 (13.5 킬로그램) 미만의 모발입니다. 1 리터의 갈륨은 13.02 파운드 (6 킬로그램)입니다. 액체를 옮기려면 엄청난 양의 펌프가 필요합니다. 무게만으로도 PCB가 휘거나 부러 질 수 있습니다.

액체 금속 CPU 쿨러는 이미 존재합니다 :

http://www.guru3d.com/articles-pages/danamics-lmx-superleggera-review,1.html

이것은 NaK를 사용합니다 : 나트륨과 칼륨의 공융 합금으로 공기, 물 및 거의 모든 것에 무섭게 반응합니다.

https://ko.wikipedia.org/wiki/Sodium-potassium_alloy

원자력 산업의 냉각에는 동일한 합금이 사용됩니다.

이렇게하면 어떤 이점이 있습니까?

WC 루프는 온도 구배에서 작동하는 중앙 가열 루프가 아닙니다. 일반적으로 적절한 크기의 WC 루프에서 냉각수는 모든 요소 (블록 및 라디에이터)의 온도가 거의 같을 정도로 빠르게 순환됩니다. 이는 더 나은 절삭유가 많이 변하지 않으며 전체 루프가 라디에이터 성능에 의해 제한됨을 의미합니다. 그럼에도 불구하고 Nat가 말했듯이 냉각수에 의한 열전달은 [열용량] * [유량]입니다. 따라서 액체 금속 냉각수의 처음부터 모든 것을 설계하는 것보다 펌프를 Laing E 시리즈 (및 마찰을 낮게 유지하기 위해 튜브를 크게 변경)로 교체하는 것이 얼마나 쉬운지를 과장하기가 어렵습니다.

원자력 산업에서도 액체 금속은 물보다 열 용량이 더 높기 때문에뿐만 아니라 물에 중성자 조절 특성이있어서 빠른 중성자 원자로 (USS Seawolf와 같은)에는 전혀 영향을 미치지 않기 때문에 사용됩니다.

보너스 : 표준 플라스틱 / 유리 튜브 대신 구리 튜브를 사용하고 구리 튜브를 통해 액체 금속을 펌핑하면 어떻게됩니까?

아무것도. 구리 파이프를 따른 열 전달 속도는 움직이는 냉각제 내부를 통한 열 전달 속도와 비교하여 중요하지 않습니다. 히트 파이프와 마찬가지로. 그들은 열을 안팎으로 옮기는 구리입니다. 종국에는 열이 증기에 의해 움직이므로 일단 구멍이 뚫린 히트 파이프는 쓸모가 없게됩니다.

또한 구리 CPU 블록도 사용 했습니까?

그들 대부분은 이미 구리입니다. 확실하지 않은 경우, 니켈 도금이기 때문입니다.

WC 성능을 크게 향상 시키려면 창 밖에서처럼 라디에이터를 추운 곳으로 옮기십시오. 16 ° C 응력은 겨울철에 쉽게 수행 할 수 있습니다.) 라디에이터를 다른 구성 요소와 동일한 기류로 유지하면 WC의 가장 큰 장점 인 열을 멀리, 멀리 이동시키는 것이 무효가됩니다.

이런 종류의 일은 상당히 위험 할 수 있으며 집에서 시도하는 사람에게는 중요한 안전 문제인 것 같습니다. 따라서이 응답은 가정적인 것이므로 가정에서 시도하지 마십시오.

@uDev의 대답 은 주로 두 가지 사항에 관심이 있다는 것입니다.

1. 열전도율 : 열 에너지 (열)가 물질을 통과하는 속도.

2. 열용량 : 물질이 보유 할 수있는 열 에너지 (열)의 양 (이 경우 더 이상 흡수하기에 너무 뜨겁기 전에).

물은 열용량이 매우 높기 때문에 종종 훌륭한 냉각수입니다. 즉, 워밍업하려면 비교적 많은 양의 열이 필요합니다.

즉, 다른 답변 중 일부는이 경우 열 용량이 얼마나 중요한지 과대 평가했다고 생각합니다. 문제는 실제로 일정량의 절삭유를 가열하는 것이 아니라는 것입니다. 대신, 냉각수가 끊임없이 흐르므로 기본적으로

• [열용량] * [유량].

따라서 열 용량이 더 낮은 냉각수를 선택하면 냉각수 유량을 적당한 수준으로 증가시켜 차이를 보완 할 수 있습니다. 손해.

따라서, 예를 들어 , 액체 금속의 열전도도가 높을수록 일부 설계에 도움이 될 수 있습니다.

실제적인 제한은 냉각 루프가 냉각 메커니즘에서 단 하나의 열 저항 소스 만 제공한다는 것입니다. 따라서 매우 낮은 유효 열 저항을 갖도록 최적화 된 경우에도 전체 시스템의 열 저항은 CPU와 열 교환기의 열 저항에 의해 계속 유지 될 수 있습니다.