Использование систем охлаждения в производстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет»

Использование систем охлаждения в производстве

Лебедев Д.Ю.

Системы охлаждения, никогда не перестанут быть необходимыми, так как при любой работе будь то сжигание топлива или работа компьютера выделяется некоторое количество энергии. В данной работе я расскажу о видах систем охлаждения ПК, потому что именно компьютер в наше время стал незаменимым устройством в производстве.

Существуют две основные группы систем охлаждения:

1) воздушное: активная-кулер, пассивная-радиатор; 2) жидкостное.

Ещё хочется отметить ряд систем, которые не получили популярности из-за ряда недостатков: охлаждение жидким азотом. Теперь расскажу подробнее про каждый из видов. кулер подшипник радиатор охлаждение

1. Кулер (от слова cool "холод") - это сплит вентилятора и радиатора, устанавливается обычно на самые "горячие" элементы систем, главной задачей является снижение температуры модуля и поддержание её на определенном уровне. Кулеры могут отличаться между собой формой, размерами, качеством исполнения, но если вести речь о различии в конструкции, то тут много не скажешь.

Главной частью являются сами лопасти они, то и шумят, а происходит это из-за столкновения крыльчатки с воздухом в дешевых видах кулеров шум от лопастей достаточно высок потому что над углом и изгибом крыльчатки никто особо не работал. Для обеспечения плавности хода и увеличения срока службы используются 3 вида подшипников:

-подшипник скольжения - шумный, не очень надежный, с небольшим запасом прочности, но дешевый;

-подшипник качения: вариант с большим сроком службы и низким уровнем шума, но достаточно дорогой;

-игольчатые подшипники: тихие и имеют очень большой запас прочности. Но порой найти систему охлаждения с такими подшипниками затруднительно. В итоге хочется сказать, что кулеры достаточно доступны, хорошо справляются с возложенными на них задачами и универсальны. К минусам можно отнести то что некоторые модели заметно шумят что не очень приятно.

2.Радиатор- служит для тепла от "горячей точки". Передача тепла осуществляется только за счет теплопроводности веществ. Всё что нам нужно в данной ситуации это - плотное физическое взаимодействие радиатора с объектом. После принятия на себя части тепла задача радиатора отдать его окружающей среде. И если температура внешней среды достигла температуры радиатора, то эту среду нужно срочно охлаждать, ведь процесс теплообмена в системе где тела имеют одинаковую температуру невозможен. Для этого нам нужен хладагент (холодильный агент, интересное название). Так как мы говорим о воздушном радиаторе, то в роли хладагента у нас выступает холодный воздух, который и охлаждает радиатор, но при работе компьютера воздух внутри нагревается, и чтобы радиатор эффективно работал нужно обеспечить для него приток холодного воздуха.

Само собой качество теплопередачи зависит от материала проводника, самыми часто применяемыми металлами являются:

а) Медь - хорошая теплопроводность;

б) Алюминий -высокая теплоемкость и дешевизна;

в) Серебро применяют для создания основания радиатора;

Виды радиаторов:

Есть 6 способов изготовления радиаторов, начнем с малоизвестных:

1. Кованные радиаторы: производятся холодным прессованием, такие радиаторы достаточно дороги, но малоэффективны.

2. Прессованные радиаторы: основной элемент для производства: алюминий. Такие радиаторы производятся путем обычного прессования, имеют хорошие теплоотводные свойства.

3. Ленточные радиаторы: производятся складыванием тонких металлических пластин в гармошку, преимущество этого метода в том, что при более компактном размере имеют примерно одинаковыми свойствами с прессованными радиаторами.

4. Составные радиаторы: производятся из пластин, которые спаиваются между собой. Они более эффективны ленточных радиаторов.

5.Литые радиаторы: производятся литьем детали, в результате можно получить разнообразные формы.

6. Точечные радиаторы: являются наиболее качественными, обладают самой высокой теплопроводностью среди конкурентов. Производятся на станках с числовым программным управлением.

Необходимая площадь соприкосновения. Не стоит забывать и о том что для лучшей передачи тепла нужна наибольшая площадь контакта, надо помнить что при взаимодействии двух даже откалиброванных металлов между ними останутся мелкие щели в которых остается воздух, а он как известно ужасный проводник тепла, чтобы этого избежать применяют специальную термопасту, состоящую, как правило, в основном из алюминия и серебра (<90%), благодаря текучести она проникает во все шероховатости в контактирующих поверхностях. Тем самым значительно улучшая теплопроводность между двумя металлами.

Помимо термопасты существуют проводящие прокладки, принцип работы тот же, но применяются иначе-помещаются на поверхность контакта и при тепловом взаимодействии меняет свое агрегатное состояние и заполняет собой всё пространство вытесняя воздух.

В итоге: несмотря на всевозможные вариации и виды исполнения к плюсам можно отнести только то что они не создают никакого шума, а из минусов у них имеется относительно низкая эффективность, часто крупные габариты и отсутствие потенциала для разгона.

Системы жидкостного охлаждения - это системы, теплопередача в которых осуществляется с помощью жидкости, например, вода, масло или прочие технические жидкости. Принцип схож с автомобильной системой - через радиатор которой прокачивается жидкость и это обеспечивает хороший теплоотвод. В радиаторе вода нагревается после чего утекает из горячего места в холодное, отводя тепло.

Из чего состоит данная система: 1) Водоблок- в нем переходит отвод тепла жидкости; 2) Помпа- прокачивает жидкость по закрытому кругу системы; 3) Радиатор- в нем происходит вся отдача тепла от охлаждающего вещества воздуху; 4) резервуара который служит для заполнения системы технической жидкостью; 5) Соединительные шланги (думаю комментарии не нужны).

Пользователи часто сталкиваются с таким случаем, что в ПК не хватает места для жидкостной системы охлаждения, поэтому производители пошли им на встречу и сейчас на рынке можно найти множество внешних (не установленных в блок самого ПК) систем жидкостного охлаждения, которые не стыдно будет выставлять на показ, обычно внутри таких устройств скрывается сразу все элементы: помпа, резервуар, кулеры и радиатор охлаждения. Но, к сожалению, стоят они как правило демонстративно дорого.

В итоге обычных кулеров хватает с головой, в обычных условиях работы ПК. Поэтому такое охлаждение чаще рассматривается со стороны разгона, для компьютеров которые будут экстремально сильно нагружаться и воздушного охлаждения просто не хватило бы.

К плюсам данной системы можно отнести её относительную беззвучность, обычно жидкость циркулирует с уровнем шума не более 25 Дб. И возможность установки в ограниченном пространстве ПК. Из минусов - цена.

Система экстремального охлаждения жидким азотом. Системы с применением жидкого азота представляют из себя полый металлический стержень без помп и прочих подвижных элементов с дном которое крепится к процессору, для такого способа охлаждения нужна хорошая гидроизоляция, т.к. при вливании азота в емкость из за высокой разности температур образуется много конденсата, для этого заливают разъемы диэлектрическим лаком, с обратной стороны мат. платы лаком следует покрыть лишь в районе где расположен сокет процессора, когда все элементы собраны можно заливать жидкий азот в емкость.

Создается такая система исключительно для проведения тестов и проверки производительности процессора и мат. платы. В домашних условиях такая система существовать не может.

В подведении итогов, хочу сказать, что системы охлаждения играют очень важную роль не только в физической безопасности работы персонального компьютера, но и в производительности. Также увеличивают ресурс работы и надежность. Благодаря такому широкому спектру функций, охлаждение еще долго будет неотъемлемой частью устройства и архитектуры любой техники.

Размещено на Allbest.ru