Рідке охолодження ПК на рідкому металі? [зачинено]

Що станеться, якщо замість води / охолоджуючої рідини помістити величезну кількість рідкого металу в спеціальний контур охолодження? З якими викликами ви зіткнулися б? Чи була б якась користь від цього?

БОНУС: Що робити, якщо ви використовували мідні трубки замість стандартних пластикових / скляних трубок і перекачували рідкий метал через мідні трубки? А також використовували мідний блок процесора?

Все у відповіді Кельтарі правильно, я просто хочу розширити його ще якоюсь важливою інформацією:

Коли ви хочете "перенести" тепло, вам потрібно мати справу з двома основними значеннями: теплопровідність і теплоємність. По-перше, як легко отримувати / віддавати тепло від / до іншого матеріалу, як отримати тепло від гарячої поверхні та віддавати тепло холодній поверхні. Друга - скільки енергії вона може зберігати.

Теплопровідність рідких металів дуже низька порівняно з твердими. Чистий, твердий, алюміній має теплопровідність близько 200 Вт / (м К), чиста мідь - близько 390 Вт / (м К). З іншого боку, ртуть має значення близько 8,5 Вт / (м К), а для води - близько 0,6 Вт / (м К). Так рідкі метали кращі за воду для передачі тепла, але набагато гірші, ніж тверді метали.

Теплоємність - це ще одна частина. Зміна температури 1 К (тобто 1 ° С або 2 ° F) для рідкої води вимагає 4,187 кДж / кг, тоді як та ж зміна для ртуті становить 0,125 кДж / кг, це означає, що те саме тепло з поверхні процесора виникає в 32 рази більша зміна температури в ртуті!

Якщо подумати просто, то в 14 разів краща провідність і в 32 рази гірша теплоємність - це приблизно на 50% гірша сума, пов’язана з водяним охолодженням, і все ще не враховуючи інших небезпечних факторів, таких як токсичність або фактори короткого замикання. (Цей розрахунок не є правильним, оскільки існує багато інших параметрів, від яких залежать ці значення, такі як температура струму, тиск, а також є бічне розсіювання при передачі тощо).

Хоча на поверхні це може здатися гарною ідеєю, насправді це дуже погана ідея.

Є два метали (не включаючи сплави), які є рідкими при кімнатній температурі: Ртуть та галій.

По-перше, ртуть є надзвичайно токсичною і з нею повинні звертатися лише фахівці.

Галлій роз’їдає алюміній та сталь , через що теплоносій перекидає / пропускає тепло. Це з часом зруйнує суглоби та тепловідводи, що призведе до наступної проблеми.

І ртуть, і галій є електричними провідниками. Якщо будь-яка з двох рідин просочиться на електроніку, це може призвести до появи шортів і навіть пошкодження електроніки. І знову ртуть надзвичайно токсична. Це одне є причиною не використовувати їх.

Ртуть і галій мають високу швидкість об'ємного розширення за рахунок тепла. При сильному нагріванні вони можуть сильно розширитися і тиск знищить лінії охолодження.

Сам галій не є рідиною при кімнатній температурі. Він має температуру плавлення (29,76 ° C) 85,58 ° F, що означає, що ПК було вимкнено і повністю охололо, галій затвердів би. Це, звичайно, може спричинити проблеми, оскільки рідина не зможе текти.

Редагування ще в кількох думках:

Ртуть дуже-дуже важка. Один літр ртуті важить волосся менше 30 фунтів (13,5 кілограмів). Один літр галію важить 6,02 фунта (6 кілограмів). Для переміщення цієї рідини знадобився б величезний насос. Сама вага може призвести до згинання або розриву друкованих плат.

Рідкі металеві процесорні кулери вже існують:

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

У цьому використовується NaK: евтектичний сплав натрію та калію, який страшенно реагує на повітря, воду та майже все:

https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-potasium_alloy

Цей же сплав використовується для охолодження в атомній енергетиці.

Чи була б якась користь від цього?

Ні. Унітазна петля - це не ваш контур центрального опалення, який працює на градієнті температури. У типовому туалетному контурі правильного розміру теплоносій циркулює досить швидко, щоб усі елементи (блоки та радіатор) були майже однаковою. Це означає, що краща теплоносія не сильно зміниться, і весь контур обмежений роботою радіатора. Навіть якщо так, як сказав Нат, передача тепла теплоносієм є [теплоємність] * [витрата]. Тому важко переоцінити, наскільки простіше замінити насос чимось із серії Laing E (а також змінити трубу на більшу, щоб тертя було низьким), а не розробляти все з нуля для рідкого металевого теплоносія.

Навіть у ядерній промисловості рідкий метал застосовується не тільки тому, що він має більшу теплоємність, ніж вода, а тому, що вода має нейтронізуючі властивості, що робить її абсолютно непридатною для реакторів швидких нейтронів (як той, що знаходиться на борту USS Seawolf).

БОНУС: Що робити, якщо ви використовували мідні трубки замість стандартних пластикових / скляних трубок і перекачували рідкий метал через мідні трубки?

Нічого. Швидкість передачі тепла вздовж мідної труби незначна порівняно зі швидкістю передачі тепла через рухомий теплоносій всередині. Так само, як і у теплових труб. Вони мідні, щоб переміщувати тепло і надходити. В поздовжньому періоді тепло переміщується парою - ось чому, коли проколений, тепловідвід стає марним.

А також використовували мідний блок процесора?

Більшість із них уже мідні. Якщо це не очевидно, це тому, що вони нікельовані.

Якщо ви хочете кардинально покращити продуктивність унітазу, перенесіть радіатор у холодне місце, як у вікно. Напруження 16 ° C легко здійснити взимку:) Утримання радіатора в тому ж повітряному потоці, що й інші компоненти, анулює найбільшу перевагу WC: переміщення тепла далеко, далеко.

Такі речі можуть бути досить схильні до небезпеки і здаються головним питанням безпеки для тих, хто намагається це вдома. Отже, серйозно, ця відповідь гіпотетична - не намагайтеся нічого з цього вдома тощо.

@ uDev відповідь правильна, що вас в першу чергу стосуються дві речі:

1. теплопровідність : як швидко теплова енергія (тепло) рухається через речовину.

2. теплоємність : скільки теплової енергії (тепла) може утримувати речовина (в цьому випадку, перш ніж вона буде занадто гарячою, щоб поглинати більше).

Вода часто є чудовим теплоносієм, оскільки має досить високу теплоємність. Це, для його прогрівання потрібно відносно велика кількість тепла.

Зважаючи на це, я думаю, що деякі інші відповіді завищують, наскільки важлива теплоємність у цьому випадку. Проблема полягає в тому, що ми насправді не просто нагріваємо задану кількість теплоносія; натомість теплоносій постійно тече, таким чином, що ми в основному маємо справу з цим

• [теплоємність] * [витрата].

Отже, якщо обрано теплоносій із меншою теплоємністю, різницю можна компенсувати за рахунок збільшення витрати потоку теплоносія до деякої розумної межі, наприклад, коли тепло тертя потоку рідини стає проблематичним або тиск потоку викликає механічне пошкодження.

Так, так , в принципі більша теплопровідність рідкого металу може бути корисною в деяких конструкціях.

Практичне обмеження полягає в тому, що контур охолодження забезпечує лише одне джерело теплового опору в механізмі охолодження. Таким чином, навіть якщо б він був оптимізований, щоб мати дуже низький ефективний термічний опір, загальний тепловий опір системи може продовжуватись підкріплюватись термічним опором ЦП та теплообмінника на ньому.