1 液体散热技术
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液态金属散热器开发趋势高性能计算、动漫游戏设计等专业用户和娱乐用户的数量增长迅速,对散热的需求也越来越高。
随着今后更高功率密度器件的大规模应用,传统散热技术趋近极限时,现有以水冷、热管为主导的高端散热器市场局面,将被作为一个革新技术的液态金属散热器打破。
众所周知,芯片的设计、制造者面临的根本困扰就是散热。
散热不好会导致电路高温,造成系统运行不稳,使用寿命缩短,甚至有可能使部件损坏。
散热器的作用就是将这些热量搬运,保证计算机内部温度的正常。
随着芯片功率密度急剧增加,风冷、热管、水冷等传统散热技术,早已无法满足高性能芯片日益发展的需求。
散热器成为制约芯片可持续发展的关键产业。
人们越来越寄希望于一款开创性的产品问世。
金属作为冷却流体,可产生优异的散热性能,具有远高于非金属材料的热导率。
“液态金属”是一类奇妙的金属,它们在常温下是液体,可以像水一样自由流动,但却拥有金属的特性,其导热能力和比热容(吸纳热量的能力)都远大于传统的甲醇、水等导热剂,是新一代散热器的理想传热介质。
液态金属散热器是北京依米康散热技术有限公司与中国科学院理化技术研究所一道联合开发而出,与传统散热器相比,“液态金属”散热器具有五大超越性的优势:1、性能强大。
“液态金属”的导热和比热容比传统导热剂大很多,不怕未来的高发热芯片;2、超级静音。
“液态金属”散热器使用专门的电磁泵驱动,高效无噪音;3、体积小巧。
得益于“液态金属”的良好性能,散热器体积可以进一步缩小;4、安全可靠。
依米康使用的“液态金属”无毒无害,而且在散热器是封闭循环,不会泄露,杜绝安全隐患;5、绿色环保。
依米康联合中科院理化所研制的“液态金属”是环保材料.6、并且厂家还提以旧换新业务,确保整个散热器100%回收利用,杜绝环境污染。
液体金属散热技术具有广泛的市场潜力,是极具市场前景的高新技术产业。
高性能散热器在已有的计算机用户和新用户中都有强劲的发展潜力。
根据IDC中国公布的PC市场季度跟踪报告(2011年第四季度)显示,2011年中国市场的台式机出货量达到5240万台,一体机出货量达到380万台,若其中10%采用高性能散热器,则有562万件需求量。
浸没式液冷技术原理随着计算机技术的不断发展,计算机的性能不断提高,但是计算机的散热问题却越来越突出。
传统的空气散热技术已经无法满足高性能计算机的散热需求,因此液冷技术应运而生。
液冷技术可以有效地降低计算机的温度,提高计算机的性能,同时还可以降低计算机的噪音,提高计算机的可靠性。
本文将介绍一种新型的液冷技术——浸没式液冷技术。
一、浸没式液冷技术的概念浸没式液冷技术是一种基于浸没式散热原理的液冷技术。
它采用一种特殊的液体,将计算机的主板、显卡、CPU等部件直接浸泡在液体中,通过液体的传热传导,将计算机产生的热量直接传递到液体中,从而实现散热的目的。
二、浸没式液冷技术的原理浸没式液冷技术的原理可以用热传导方程来描述:Q=K*A*(T1-T2)/L其中,Q表示传热量,K表示热传导系数,A表示传热面积,T1和T2分别表示两个接触面的温度,L表示热传导长度。
在浸没式液冷技术中,液体作为传热介质,扮演着非常重要的角色。
液体的传热系数比空气高出几个数量级,因此它可以更有效地吸收和传递热量。
同时,液体的密度也比空气高出几个数量级,因此它可以更好地吸收和分散热量。
在浸没式液冷技术中,液体通过管道流动,将计算机的主板、显卡、CPU等部件直接浸泡在液体中。
当计算机产生热量时,液体会吸收这些热量,并通过管道流动,将热量带走。
同时,液体也会带来一定的冷却效果,从而保持计算机的温度在一个合适的范围内。
三、浸没式液冷技术的优点1. 效果好:液体的传热系数比空气高出几个数量级,因此它可以更有效地吸收和传递热量,从而实现更好的散热效果。
2. 噪音小:由于液体可以更好地吸收和分散热量,因此可以降低计算机的噪音,提高用户的使用体验。
3. 可靠性高:由于液体可以更好地吸收和分散热量,因此可以降低计算机的温度,提高计算机的可靠性,延长计算机的使用寿命。
四、浸没式液冷技术的应用浸没式液冷技术目前已经广泛应用于高性能计算机、服务器等领域。
由于高性能计算机和服务器的散热需求非常高,因此采用浸没式液冷技术可以更好地满足这些设备的散热需求,提高设备的性能和可靠性。
水散热原理
水散热是一种常见的散热方式,其原理是利用水的热容量大和热传导性能好的特点,通过水的流动来吸收和带走热量,实现散热的目的。
当热源释放出热量时,热量会传递到散热器上。
在水散热系统中,水泵将冷却液(通常是水)从水箱中抽出,通过管道进入散热器。
散热器通常由金属材料制成,具有较大的表面积,使热量能够更有效地传递给水。
热量传递过程中,热源和散热器之间形成热阻,阻碍热量传递。
但是,由于水的热传导性能好,热量能够快速地从散热器表面传递到水中。
同时,水的热容量大,即单位质量的水所需要吸收的热量较多,能够有效地吸收热量。
当水吸收了热量后,通过水泵的作用,冷却液被迅速地送往散热器以外的地方。
如果散热器处于通风环境中,空气将接触到散热器表面的水,通过空气对水的换热作用,将热量带走。
同时,水的流动也能够增加热量传递的效果。
除了空气对水的换热作用外,有些水散热系统采用其他的方式来实现散热。
例如,一些水冷系统中通过水冷板与PCB板贴合,利用水的高热传导性能,直接将热量从PCB板传导到水
冷板上,再通过水的流动将热量带走。
总之,水散热通过水的热容量大和热传导性能好的特点,以及水的流动来吸收和带走热量,实现散热的效果。
这种散热方式
被广泛应用于电子设备、汽车引擎等领域,具有较高的散热效率。
喷液冷却的原理与应用特性引言喷液冷却是一种常见的工业应用技术,通过喷射液体来降低物体的温度。
它被广泛应用在发电厂、冷却设备等领域。
本文将介绍喷液冷却的原理以及其在工业中的应用特性。
喷液冷却的原理喷液冷却的原理是利用液体的喷射能量来带走物体表面的热量,从而达到降低物体温度的目的。
其基本原理可以归纳为以下几点:1.喷嘴喷射液体:通过喷嘴将冷却介质以高速喷射到物体表面,形成冷却剂的薄膜,实现瞬间冷却。
2.冷却介质吸热:冷却介质在喷射过程中吸收物体表面的热量,将热能转移到自身。
3.冷却介质蒸发:部分冷却介质在吸热过程中发生蒸发,通过蒸发吸收热量,使物体温度进一步降低。
4.冷却介质带走热量:通过冷却介质的喷射和蒸发,热量被带走,从而达到降低物体温度的目的。
喷液冷却的应用特性喷液冷却具有以下几个应用特性,使其在工业中得到广泛应用:1. 高效降温喷液冷却通过喷射液体,使冷却介质与物体表面充分接触,实现快速降温。
相比传统的风冷或散热片散热,喷液冷却能够更好地将热量从物体表面带走,具有更高的冷却效果。
2. 均匀冷却喷液冷却通过均匀地喷射冷却介质,实现对物体表面的均匀冷却。
这对于某些需要保持物体表面温度均匀性的应用非常重要,例如电子设备的散热。
3. 节能环保喷液冷却相比传统冷却方法,具有节能环保的特点。
由于喷液冷却能够更高效地带走热量,因此可以减少能源的消耗。
此外,由于不需要使用大量的空气或气流来进行冷却,避免了产生噪音和空气污染。
4. 灵活可控喷液冷却能够根据需求进行灵活控制。
通过调整冷却液的流量和喷射速度,可以实现对物体温度的精确控制。
同时,喷液冷却可以适应不同形状、大小和材质的物体,具有较强的适应性。
5. 应用广泛喷液冷却在许多工业领域得到了广泛的应用。
例如,它被用于发电厂的蒸汽冷却、航空发动机的冷却系统、电子设备的散热等。
总结喷液冷却是一种高效、均匀、节能环保且灵活可控的冷却方法。
通过喷射冷却介质,喷液冷却能够快速降低物体的温度,并具有广泛的应用特性。
液态金属散热告别高温液态金属散热技术告别高温。
近年来,电脑的应用改变了我们的工作方式和生活方式。
我们在享受高性能的同时,电脑的散热却总不能让我们满意。
随着电脑芯片集成度的与日俱增,传统的电脑CPU散热方式渐渐遭遇瓶颈。
如何解决高集成度芯片的热障问题成为全球IT界亟待解决的重大难题。
众所周知,CPU和GPU是发热大户,默认的情况下,都是导热硅脂连接核心表面和散热器模组进行热量的散发。
芯片和散热模组都是金属,唯独导热硅脂不是,金属的导热率最高,所以笔记本散热的瓶颈在于导热硅脂。
导热硅脂的种类不少,7783、含银硅脂、固态硅脂以及众多发烧友、拆机高手熟知的酷冷博液态金属,顾名思义,液态金属也是金属,因此它的导热率比传统硅脂高,导热效果也会更好。
“在整个IT领域里,液态金属散热技术的发明有标志性意义,它第一次将室温下处于流动的金属液体引入到计算机,从而为高热流密度芯片和器件的高效散热开辟了全新途径,并引申出一系列突破性的技术理念。
”时任中国科学院理化技术研究所研究员的刘静博士提出了一种全新观念,首次在计算机热管理领域引入液态金属芯片散热技术。
8月22日,拥有完全自主知识产权和核心技术的依米康液态金属散热项目,在中科院举行的闭门研讨会上得到来自产学研各界专家的高度评价,与会专家纷纷表示,由我国科学家首创的液态金属芯片散热技术在国际国内同行中处于领先地位。
与中国在传统CPU研发上受历史原因无论是在技术还是产业规模上都落后于国际领先水平不同,中国在新兴的液态金属散热技术上具有起步早、起点高、产业转化快等特点,抢进了全球同业的第一阵营。
液态金属散热技术由于同时兼具高效热导和对流冷却散热等特性,被称为全球散热技术金字塔的塔尖。
液冷散热系统优化方案液冷散热系统优化方案液冷散热系统是一种高效的散热解决方案,可以用于各种需要散热的设备和系统。
在设计和优化液冷散热系统时,有几个步骤需要考虑。
第一步是确定散热需求。
这涉及到确定需要散热的设备或系统的热量负荷。
根据设备或系统的规格和工作条件,可以计算出其产生的热量。
这个数据是设计液冷散热系统的重要依据。
第二步是选择适当的冷却介质。
液冷散热系统通常使用液体来吸收设备或系统产生的热量。
选择适当的冷却介质非常重要,它应该有良好的热传导性能和稳定的物理化学性质。
常用的冷却介质包括水和液态金属等。
第三步是设计散热系统的结构。
在设计散热系统的结构时,需要考虑到散热器的布局和尺寸。
散热器是液冷散热系统中最重要的组件,其作用是将热量从设备或系统中转移出来。
散热器的设计应该充分考虑到热量传递的效率和散热介质的流动性。
第四步是选择适当的泵和风扇。
液冷散热系统通常需要使用泵和风扇来推动冷却介质的流动。
选择适当的泵和风扇非常重要,它们的性能直接影响到液冷散热系统的效率和稳定性。
泵和风扇的选择应该考虑到散热系统的流量和压力需求。
第五步是优化散热系统的工作条件。
在散热系统开始运行之前,需要进行一系列的测试和调整,以确保其能够正常工作。
这包括调整泵和风扇的转速,优化冷却介质的流动速度和温度控制。
通过不断的优化,可以提高散热系统的效率和稳定性。
最后一步是监测和维护散热系统。
一旦液冷散热系统开始运行,就需要进行定期的监测和维护,以确保其正常运行。
这包括监测散热器的清洁程度,检查泵和风扇的工作状态,以及定期更换冷却介质等。
通过及时的监测和维护,可以延长散热系统的使用寿命,并保持其高效运行。
综上所述,液冷散热系统的优化方案需要考虑散热需求、冷却介质的选择、散热系统的结构设计、泵和风扇的选择、工作条件的优化以及监测和维护等多个步骤。
只有在每个步骤中都进行认真的考虑和操作,才能设计出高效、稳定和可靠的液冷散热系统。
浸没式液冷散热技术解决方案随着计算机性能的不断提升,热量管理成为了一项非常重要的挑战。
在高性能计算机、数据中心和服务器等设备中,热量产生的速度远远超过了传统的空气冷却系统的处理能力。
为了应对这一挑战,液冷散热技术应运而生,其中浸没式液冷散热技术成为了备受关注的解决方案之一。
一、浸没式液冷散热技术的原理浸没式液冷散热技术是一种将设备完全浸没在液体冷却剂中的散热方式。
这种液冷散热方案利用液冷冷却剂来吸收设备产生的热量,然后将热量转移至设备外的冷却单元中。
其原理是通过直接与发热元件接触的液体冷却剂,快速地吸收热量并将其传递至更大的表面积进行散热,从而有效地降低设备温度。
二、浸没式液冷散热技术的优势1. 散热效果显著:相比传统的空气冷却系统,浸没式液冷散热技术能够更快速、更有效地散热,有效降低设备温度,提高设备性能。
2. 空气密闭:设备完全浸没在液体冷却剂中,可以有效避免空气流动带来的灰尘和杂质对设备的影响,保持设备内部的清洁和稳定。
3. 噪音降低:相比传统的空气冷却系统,浸没式液冷散热技术能够显著降低机房的噪音污染,提供更加安静的工作环境。
4. 设备寿命延长:液冷冷却剂能够更好地保护设备内部的元件,延长设备的使用寿命,降低维护成本。
5. 节能环保:浸没式液冷散热技术可以更有效地利用能源,减少能源消耗,降低对环境的影响。
三、浸没式液冷散热技术的解决方案1. 选用高性能冷却液:选择适合的液冷冷却剂对于浸没式液冷散热技术至关重要。
冷却液的导热性能、耐腐蚀性能、稳定性以及环保性都是需要考虑的因素。
2. 设备适配性改造:对现有的设备进行适配,使其能够完全浸没在液冷冷却剂中,包括构建密封的浸没式散热系统以及优化设备的内部结构。
3. 散热系统设计:根据具体的应用场景和设备需求,设计高效的浸没式液冷散热系统,包括冷却剂循环系统、散热单元设计等。
4. 系统监控和维护:建立系统监控机制,实时监测液冷冷却剂的温度、压力等参数,及时发现和解决故障,确保系统的稳定运行。
冷板液冷冷板液冷是一种高效节能的散热技术,广泛应用于电子设备、汽车、航空航天等领域。
本文将从冷板液冷的原理、优势、应用案例和发展趋势等方面进行详细介绍。
一、冷板液冷的原理冷板液冷是利用液体冷却器件和金属板材的接触,通过液体的流动来吸收热量,实现散热的过程。
具体来说,冷板液冷系统由泵、冷板、冷却液和散热器等组成。
冷却液通过泵被输送到冷板上,过程中吸收热量后流动到散热器中,再通过散热器将热量散发到空气中,最后冷却液再次被泵送到冷板上,循环往复。
二、冷板液冷的优势1. 高散热效率:冷板液冷系统通过直接接触金属板材,实现了散热面最大化,从而能高效地将热量传导出去,提高散热效率。
2. 噪音低:相比于传统的风扇散热方式,冷板液冷的散热器运行噪音更低,不会对人们的工作和生活造成干扰。
3. 省能节能:冷板液冷系统能够精确控制冷却液的流量和温度,减少了冷却液的能耗,提高了系统的整体效能。
4. 空间利用率高:由于冷板液冷的设计紧凑,不需要额外的散热装置,可以节省空间,方便系统集成。
5. 温度控制精准:冷板液冷可以通过精确控制冷却液的温度和流速,实现对散热温度的高效控制,保持设备的稳定运行。
三、冷板液冷的应用案例1. 电子设备:冷板液冷系统广泛应用于服务器、计算机、通信设备等电子设备的散热中。
由于这些设备的功耗较大,采用冷板液冷可以提供更好的散热效果,保证设备的稳定运行。
2. 汽车:汽车引擎、变速器等部件在工作时会产生大量的热量,如果不能及时散热会导致设备过热。
利用冷板液冷技术,可以有效地将热量从引擎和变速器传导出去,保持汽车的正常运行。
3. 航空航天:航空航天领域的设备要面临更加苛刻的环境条件,使用冷板液冷技术可以保证设备在极端温度下的正常运行。
同时,冷板液冷的高散热效率也有助于减轻设备的重量,提高飞行性能。
四、冷板液冷的发展趋势1. 融合其他技术:冷板液冷正在与其他相关技术如人工智能、材料科学等进行融合,以提高冷却系统的自动化和智能化水平,满足复杂多样的散热需求。
浸没式液冷散热技术解决方案浸没式液冷散热技术是一种先进的散热解决方案,可以显著提高电子设备的散热效率,降低设备温度,延长设备寿命,提升设备性能。
本文将详细介绍浸没式液冷散热技术的原理、优势和适用范围,同时探讨其在各个领域的应用前景。
一、浸没式液冷散热技术原理浸没式液冷散热技术是利用液体对热能的高传导性质,将电子设备直接浸没在散热液体中,通过散热液体吸收设备产生的热量,然后将热量传导至外部的散热设备进行散热。
这种技术可以大大提高散热效率,有效降低设备温度,保证设备的正常运行。
二、浸没式液冷散热技术优势1. 散热效果显著:浸没式液冷散热技术可以全方位散热,消除设备局部高温区,显著降低设备温度,提高设备散热效率。
2. 设备寿命延长:降低设备温度可以有效延长设备寿命,减少硬件损耗,提高设备的稳定性和可靠性。
3. 节能环保:相较于传统空气冷却方式,浸没式液冷散热技术可以更加高效地散热,并且减少对环境的影响,是一种节能环保的解决方案。
4. 高性能应用:对于高性能计算、人工智能、数据中心等对散热要求高的应用场景,浸没式液冷散热技术尤为适用。
三、浸没式液冷散热技术适用范围1. 通信领域:5G基站、通信设备等需要长时间高负荷运行的设备,可以采用浸没式液冷散热技术,保证设备稳定运行。
2. 数据中心:对于大型数据中心,浸没式液冷散热技术可以提供更加高效的散热解决方案,保证数据中心设备的稳定性。
3. 人工智能:人工智能芯片、服务器等高性能设备的散热需求很高,浸没式液冷散热技术可以为其提供稳定、高效的散热支持。
4. 工业自动化:在工业自动化控制设备中,可采用浸没式液冷散热技术,提高设备稳定性和散热效率。
四、浸没式液冷散热技术的应用前景随着5G网络的逐步普及和工业自动化技术的快速发展,对于高性能、高密度、高负载的设备对散热技术提出了更高的要求。
浸没式液冷散热技术作为一种创新的解决方案,将在各个领域得到广泛应用。
未来,随着散热技术的不断升级和发展,浸没式液冷散热技术有望成为各种高性能设备的主流散热解决方案。
液态冷却电池技术液态冷却技术是一种新兴的电池散热技术,它能够有效解决电池在高温运行时产生的热量问题,提高电池的运行效率和寿命。
本文将从液态冷却技术的原理、优势和应用领域等方面进行详细介绍。
液态冷却技术是指利用液体介质对电池进行散热,以降低电池温度的一种技术。
与传统的风扇或散热片散热方式相比,液态冷却技术具有更高的散热效率和更好的散热均匀性。
其原理是通过将电池包裹在具有良好导热性的液体中,利用液体的传热特性,将电池产生的热量迅速传导到液体中,并通过液体循环来带走热量,从而起到散热的作用。
液态冷却技术相比传统的散热方式具有以下几个优势。
首先,液态冷却技术可以实现更好的散热效果。
由于液体具有较高的导热性能,可以更快速地将电池产生的热量传递到液体中,从而降低电池温度。
其次,液态冷却技术可以实现更均匀的散热。
由于液体可以均匀地包裹电池,使得散热更加均匀,避免了部分区域过热的问题。
此外,液态冷却技术还可以实现更小巧的设计。
相比传统的风扇或散热片,液态冷却技术可以将散热装置设计得更加精细,从而减小整体体积,提高电池的能量密度。
液态冷却技术在电池领域有广泛的应用。
首先,液态冷却技术可以应用于电动汽车领域。
电动汽车的高功率放电过程中会产生大量的热量,如果不能及时散热,会导致电池过热而影响电池寿命和性能。
采用液态冷却技术可以有效地降低电池温度,延长电池寿命。
其次,液态冷却技术还可以应用于移动设备领域。
随着移动设备的性能不断提升,其对电池的功率需求也越来越高,因此液态冷却技术可以为移动设备提供更好的散热能力,提高设备的性能和稳定性。
此外,液态冷却技术还可以应用于储能系统和航空航天领域,为电池提供更好的散热保护。
然而,液态冷却技术也存在一些挑战和局限性。
首先,液态冷却技术需要额外的液体介质和散热装置,增加了系统的复杂性和成本。
其次,液态冷却技术在设计和制造过程中需要考虑液体泄漏和蒸发等问题,增加了系统的可靠性要求。
此外,液态冷却技术还需要考虑液体循环和泵送等系统设计,增加了能耗和功耗。
液态冷却系统简介原理与组装要点液态冷却系统是一种高效的散热技术,用于降低电子设备和计算机中的温度。
与传统空气散热系统相比,液态冷却系统在散热效果和噪音控制方面更具优势。
本文将为您介绍液态冷却系统的原理以及组装要点。
1.液态冷却系统的原理液态冷却系统利用导热液体来吸收电子设备产生的热量,并将其传递至散热器。
相比之下,传统的空气散热系统只能通过风扇将热量带走。
液态冷却系统通过以下原理实现高效的散热效果:1.1导热液体液态冷却系统使用导热液体来传递热量。
导热液体通常是高导热性的液态金属,如液态铜或液态金属合金。
这些液体具有良好的热传导性能,能够迅速将热量从电子设备传递至散热器。
1.2散热器散热器是液态冷却系统中的关键组件。
它通常由金属制成,具有大量导热片和散热鳍片。
导热液体从电子设备中流过导热片,将热量传递至散热鳍片,然后通过自然对流或者风扇的帮助将热量散发到周围环境中。
1.3泵和循环系统液态冷却系统还包括泵和循环系统,用于将导热液体从散热器中泵送至电子设备,形成一个封闭的循环。
泵的功率和流量决定了导热液体的流动速度,从而影响散热效果。
2.液态冷却系统的组装要点组装液态冷却系统需要一定的技巧和注意事项。
以下是一些组装要点的建议:2.1选择合适的散热器在选择散热器时,需考虑电子设备的散热需求和空间限制。
确保散热器能够适应设备的尺寸,并具有足够的散热面积和导热效果。
2.2安装散热器将散热器正确安装在电子设备上是确保散热效果的关键。
确保散热器与CPU或其他热源的接触面均匀并牢固,以确保热量能够有效传递。
2.3连接导热液体管道将导热液体管道正确连接至散热器和泵是成功组装液态冷却系统的关键步骤。
确保管道连接紧密,没有松动或漏气现象。
2.4安装泵和循环系统泵和循环系统的正确安装是保证导热液体能够正常流动的关键。
确保泵安装在合适的位置,并设置适当的流量和功率,以保证液体循环的顺畅。
液态冷却系统是一种高效的散热技术,可以有效降低电子设备和计算机的温度。
浸没式液冷技术原理浸没式液冷技术是一种通过液体介质来散热的技术,可以有效提高电子设备的散热性能。
其原理简单来说就是将电子设备完全浸没在具有良好导热性能的液体中,利用液体的高热传导性能将设备产生的热量快速传递到周围环境中,达到散热的目的。
首先是传导传热。
浸没式液冷技术中使用的液体具有很高的导热性能,能够迅速吸收电子设备产生的热量。
液体与电子设备之间通过接触面积大、传热效率高的特点,使得液体能够快速将热量从设备中吸收,并通过自身传导达到整个液体的散热。
同时,液体还能够有效平均分布热量,避免设备其中一部分过热导致局部损坏。
这种传导传热的方式比空气传热更为高效,能够大大提高散热效果。
其次是对流传热。
浸没式液冷技术中的液体往往通过强制对流的方式来提高散热效果。
液体在吸收了电子设备的热量后,通过泵或风扇等设备加强液体的流动,实现整个液体体系的对流。
这种对流传热的方式有两个优势。
一是可以将液体的热量迅速传递到散热器或散热装置中,进一步增强散热效果。
二是可以通过控制液体的流速和流动路径,实现对不同部分的精确散热,提高散热的均匀性和控制性。
需要注意的是,浸没式液冷技术并非适用于所有电子设备。
一般来说,这种技术更适用于高功率密度、热量产生较多的设备。
因为浸没式液冷技术虽然可以提高散热效果,但在实际应用中需要考虑液体介质的维护和更换、泄漏风险等问题,对设备的要求较高。
总之,浸没式液冷技术通过液体介质的传导和对流传热机制来实现对电子设备的散热。
这种技术具有散热效果好、传热效率高、对不同部分的精确散热和散热均匀等优势,但也面临着液体介质维护更换和泄漏风险等问题的挑战。
现在最常用的风冷技术已经达到了它的极限,随着CPU芯片集成技术的发展,风冷技术将无法满足市场的要求。
新型的液体金属散热方法虽然理论上具有很大的发展潜力,但昂贵的价格不利于大规模生产,而且在实际应用中其散热效果并不理想,与目前最先进的风冷散热器相比,并没有完全处于优势地位。
液体具有良好的流动性和导热性,因此液体散热技术的应用非常广泛,成为各种台式计算机及大型工作站散热的首选,而且效果也明显优于常规的风冷散热。
目前对于液体冷却主要是研究其流道结构和冷却液成分,冷却液主要包括水、纳米流体、液体金属。
液态金属的导热系数最高,其次是纳米流体,最后是水。
谢开旺提出在液体金属中加入纳米粉体,可以形成导热系数更高的纳米金属流体。
宋思洪等通过研究表明,不同功率下芯片温度随导热系数的升高而降低,但导热系数越高,芯片温度降低的幅度越小,可见单纯提高导热系数并不能大幅提高冷却液的散热性能。
因此,还需从冷却液的其他热物性方面入手(如提高比热)来增强工质的散热性能,以期获得一种具有较高导热系数以及较大等效比热的潜热型低熔点液态金属功能热流体。
1 液体散热技术CPU芯片过热所导致的“电子迁移”是造成CPU内部芯片损坏的主要原因。
电子迁移是指电子流动所引起的金属原子迁移的现象。
在芯片内部电流强度很高的金属导线上,电子的流动会给金属原子一个动量,当电子与金属原子碰撞时,可能会使金属原子脱离金属表面四处流动,导致金属表面上形成坑洞或凸起,这是一个不可逆转的永久性伤害。
如果这个慢性过程一直持续,则将最终造成内部核心电路的短路或断路,彻底损坏CPU。
液体冷却是一种非常有效的散热手段,被广泛应用在工业上,如强激光和高功率微波技术的散热系统、汽车发动机的热交换等。
液体具有非常高的比热容,可以在CPU 芯片的发热部位吸收大量的热,而且由于良好的流动性,液体可以流动到其他低温部位再将热量排出,这样连续不断地吸热和散热,保证了芯片部位一直处于较低温度,从而达到保护芯片的目的。
浸没式液冷散热技术解决方案
在当今的高科技领域,热管理技术已经成为限制设备性能的关键因素之一。
对于许多高功率电子设备来说,如数据中心服务器、通信基站、电动汽车等,传统的风冷散热技术已经无法满足散热需求,因此需要一种更高效的散热技术。
浸没式液冷散热技术应运而生,成为一种极具前景的解决方案。
浸没式液冷散热技术是一种以液体作为传热介质的散热技术。
在这种技术中,电子设备被完全浸没在液体中,利用液体的高导热性能将设备产生的热量迅速传导出去。
这种技术的优点在于,它能够提供更高效的散热效果,同时减少设备噪音和振动,提高设备可靠性和稳定性。
为了实现浸没式液冷散热技术,我们需要一种适用于该技术的液体。
这种液体需要具有高导热性能、高稳定性和环保性等特点。
目前,常用的浸没式液冷散热液体包括矿物油、合成油、硅油等。
其中,矿物油具有较高的导热性能和稳定性,但容易氧化和结焦;合成油具有较好的抗氧化性和稳定性,但价格较高;硅油具有高稳定性和耐高温性能,但导热性能较差。
因此,需要根据具体应用场景选择合适的液体。
除了散热液体外,浸没式液冷散热技术还需要一些辅助部件,如泵、冷却器、过滤器等。
泵的作用是将液体循环起来,使液体能够更好地流动和散热;冷却器的作用是将液体中的热量传递给外界环境,提高散热效率;过滤器的作用是去除液体中的杂质和颗粒物,保持液体清洁和稳定。
浸没式液冷散热技术的应用范围非常广泛,除了上述的高功率电子设备外,还可以应用于高性能计算机、通信设备、航空航天设备、汽车等领域。
随着科技的不断发展,我们可以预见,浸没式液冷散热技术将会在未来发挥更加重要的作用,为我们的生活和工作带来更多的便利和效益。
液体冷却技术液体冷却技术是一种常用于电子设备和高性能计算机的冷却方法。
相比传统的风扇冷却系统,液体冷却技术能够更有效地降低设备的温度,提高其性能和可靠性。
液体冷却技术的基本原理是通过将热量从设备转移至液体中,然后通过冷却设备来散热。
常见的液体冷却介质包括水、乙二醇和液态金属等。
这些液体具有良好的导热性能,能够快速吸收热量并迅速传递到冷却系统中。
液体冷却技术有多种形式,其中最常见的是直接液体冷却和间接液体冷却。
直接液体冷却是将液体直接引导到设备的散热元件上,通过直接接触来吸收和散发热量。
而间接液体冷却则是通过热交换器将热量从设备中转移到液体中,再通过冷凝器将热量释放到空气中。
液体冷却技术相比风扇冷却系统具有多个优势。
首先,液体冷却技术能够提供更高的散热效率,因为液体的导热性能比空气好得多。
其次,液体冷却技术可以降低设备的噪音水平,因为没有风扇产生的噪音。
此外,液体冷却技术还可以使设备更为紧凑,因为液体冷却系统通常比风扇冷却系统更小巧。
在高性能计算机领域,液体冷却技术得到了广泛应用。
高性能计算机的运算速度非常快,会产生大量的热量,传统的风扇冷却系统往往无法有效散热。
而液体冷却技术可以有效地解决这个问题,保持计算机的稳定运行。
然而,液体冷却技术也存在一些挑战和限制。
首先,液体冷却系统的安装和维护成本较高,需要专业人员进行操作和维护。
其次,液体冷却系统需要液体循环和泵浦等附加设备,增加了系统的复杂性。
此外,液体冷却系统的泄漏问题也需要重视,一旦发生泄漏可能会对设备造成损坏。
综上所述,液体冷却技术是一种高效的冷却方法,特别适用于电子设备和高性能计算机。
尽管存在一些挑战和限制,但随着技术的不断发展,液体冷却技术有望在更多领域得到应用,并为设备的性能提升和可靠性提供支持。
现在最常用的风冷技术已经达到了它的极限,随着CPU芯片集成技术的发展,风冷技术将无法满足市场的要求。
新型的液体金属散热方法虽然理论上具有很大的发展潜力,但昂贵的价格不利于大规模生产,而且在实际应用中其散热效果并不理想,与目前最先进的风冷散热器相比,并没有完全处于优势地位。
液体具有良好的流动性和导热性,因此液体散热技术的应用非常广泛,成为各种台式计算机及大型工作站散热的首选,而且效果也明显优于常规的风冷散热。
目前对于液体冷却主要是研究其流道结构和冷却液成分,冷却液主要包括水、纳米流体、液体金属。
液态金属的导热系数最高,其次是纳米流体,最后是水。
谢开旺提出在液体金属中加入纳米粉体,可以形成导热系数更高的纳米金属流体。
宋思洪等通过研究表明,不同功率下芯片温度随导热系数的升高而降低,但导热系数越高,芯片温度降低的幅度越小,可见单纯提高导热系数并不能大幅提高冷却液的散热性能。
因此,还需从冷却液的其他热物性方面入手(如提高比热)来增强工质的散热性能,以期获得一种具有较高导热系数以及较大等效比热的潜热型低熔点液态金属功能热流体。
1 液体散热技术
CPU芯片过热所导致的“电子迁移”是造成CPU内部芯片损坏的主要原因。
电子迁移是指电子流动所引起的金属原子迁移的现象。
在芯片内部电流强度很高的金属导线上,电子的流动会给金属原子一个动量,当电子与金属原子碰撞时,可能会使金属原子脱离金属表面四处流动,导致金属表面上形成坑洞或凸起,这是一个不可逆转的永久性伤害。
如果这个慢性过程一直持续,则将最终造成内部核心电路的短路或断路,彻底损坏CPU。
液体冷却是一种非常有效的散热手段,被广泛应用在工业上,如强激光和高功率微波技术的散热系统、汽车发动机的热交换等。
液体具有非常高的比热容,可以在CPU 芯片的发热部位吸收大量的热,而且由于良好的流动性,液体可以流动到其他低温部位再将热量排出,这样连续不断地吸热和散热,保证了芯片部位一直处于较低温度,从而达到保护芯片的目的。
表1 目前CPU芯片的散热方式
散热方式散热介质原理器件优点缺点
风冷散热液冷散热
半导体散热
化学制冷
散热
空气
水及其他几种液
体
半导体
干冰、液氮等超低
温物质
空气流动带走热量
液体流动吸热并带走热量
利用帕尔贴效应,通电的半
导体一端发热,一端吸热
利用物质的相变大量吸热
风扇
液体循环
系统
一组串联
的半导体
未见产品
简单,方便,廉价
散热效果好,廉价
能够较精确地控制温度,
无噪音
散热效果好
散热效果差,噪音大
器件大,安装不方便
易凝结露水,工艺不成熟,
价格高
价格昂贵,持续时间短常用的液体冷却方式有三种:大器件的液体冷却循环技术、热管技术和雾化喷射冷却技
术。
大器件的液体冷却循环系统最常用,也已经有多种产品问世;热管技术在笔记本电脑中的应用较多,在台式电脑中应用较少;而液体喷射冷却技术只见文献报道,未见实际应用。
目前研究较多的冷却液是水、液态金属和纳米流体。
纳米流体多用于汽车发动机的冷却,其优异的传热性能备受关注,在电子芯片散热方面也有很大的发展潜力。
2液体散热器的结构
2.1常用液冷循环系统
通常的液体散热器即大器件的液体循环冷却系统如图1所示,由一根出水管、一根进水管和与芯片接触的蓄水槽组成。
其中蓄水槽的部分是最重要的部分,其内部构造决定散热效果的优劣,以微槽通道联通液体循环的路径。
另外液体的循环需要外加动力源,于是在系统中还必须要有一个水泵给液体施加压力,使其流动起来。
图1常用液冷循环系统示意图
如果电脑发热量较大或需要长时间大负荷运行,还可在散热器的冷凝段加风扇,用以加速液体的冷却,但这样做也会产生负面影响,如耗电、传送距离短、有噪音、体积大、安装麻烦等。
为了解决外接动力源,达到节能的目的,可以使用电渗流微泵(EOF-micro-pump)作为流体驱动装置,微通道冷却系统(Micro-channel cooling system)就是一种具有非常理想的散热效率的装置,系统的最大散热功率超过200W,完全能够满足芯片的散热要求。
电渗泵原理如图2所示。
图2电渗泵原理图
杨涛对多孔介质电渗泵性能进行了研究,分析了电渗泵的流率和压力,研究证明电渗泵符合液体冷却系统的要求。
电渗泵基于电渗作用驱动电解液向前流动,称之为电渗流,可在液体中利用其中的离子进行能量转换,使液体流动。
这种方法可以很好地实现外加动力、减小体积和方便安装等功能目标。
电渗泵无可移动部件,性能优良,是微流体系统首选的驱动泵。
2.2雾化喷射冷却系统
雾化喷射冷却是通过雾化喷管借助高压气体(气助喷射)或依赖液体本身的压力(压力喷射)使液体雾化,将其强制喷射到发热物体表面,从而实现对物体的有效冷却技术。
雾化喷射冷却是大量雾化后的微小液滴群撞击被冷却壁面的行为,该物理过程的换热机理十分复
杂,众多影响因素相互牵连,给实验研究带来了很大困难。
雾化喷射冷却的简化示意图如图3所示。
雾化喷射冷却是一种非常有前景的高热流强制冷却技术,其换热强烈,具有很高的临界热流密度值(CHF ),且冷却均匀,适用于一些对温度要求很严格的领域(如在微电子、激光技术、国防、航天技术等),并显出独特的优势和重要性。
液体喷射冷却是一种利用液体吸收热量并依靠液体良好的流动性带走热量的高传热率的散热手段,当液流喷射速度达到47m/s 时,其散热能力高达17002/cm W ,该技术已应用于冶金、化工等多种工业过程中。
刘天军设计了一种基于叠堆式压电陶瓷驱动流体对芯片底层进行喷射冷却的冷却器,叠堆式压电陶瓷微位移器与压电薄膜相比,具有位移分辨率高、频响高、承载力大的优点。
这种方法对电子元器件的冷却效果非常理想,可以使器件表面的温度降低到所要求的温度,而且冷却的速度非常快,能够满足电子元器件持续增加的发热功率对散热的要求。
但对于电子元器件而言,冷却液还需具有惰性、绝缘性和优良的导热性,同时散热器也应具有完善的封装技术。