工程实验报告主题散热风扇、散热片班级车辆三乙姓名陈建良学号.doc

工程實驗報告 主題: 散熱風扇、散熱片 班級:車輛三乙 姓名:陳建良 學號指導老師:魏慶華老師 摘要 散熱就是熱量傳遞，而熱的傳遞方式有三種：傳導、對流和輻射。傳導是由能量較低的粒子和能量較高的粒子直接接觸碰撞來傳遞能量的方式，CPU和散熱片之間的熱量傳遞主要是採用這種方式，這也是最普遍的一種熱傳遞方式。對流是指氣體或液體中較熱部分和較冷部分通過循環將溫度均勻化，目前的散熱器在散熱片上添加風扇便是一種強制對流法，電腦機箱中的散熱風扇帶動氣體的流動也屬於強制熱對流散熱方式。輻射顧名思義就是將熱能從熱源直接向外界發散出去，該過程與熱源表面顏色、材質及溫度有關，輻射的速度較慢，因此在散熱器散熱中所起到的作用十分有限（輻射可以在真空中進行）。這三種散熱方式都不是孤立的，在日常的熱量傳遞中，這三種散熱方式是同時發生，共同發揮作用的。 任何散熱器也都會同時使用以上三種熱傳遞方式，只是側重有所不同。對於CPU散熱器，依照從散熱器帶走熱量的方式，可以將散熱器分為主動散熱和被動散熱。前者常見的是風冷散熱器，而後者常見的就是散熱片。進一步細分散熱方式，可以分為風冷，液冷，半導體製冷，壓縮機製冷，液氮製冷等等。 目前科技、工業、電腦等等產業，日新月異且越來越講求微小化，製程、元件、技術越來越精密，效能也大幅提升，元件也越來越精微，所以散熱問題也越來越顯得重要，我在本報告中將介紹目前常見的散熱風扇和散熱片來加以說明熱傳元件。 二.產品 我在此報告中主要針對電腦產業熱傳元件為主。 散熱器原理: 風冷散熱器一般由散熱片和風扇構成，這種散熱方式的原理很簡單：CPU產生的熱量通過熱傳導傳遞到散熱片，風扇高速轉動將絕大部分熱量通過對流（強制對流和自然對流）的方式帶走，只有極少部分的熱量通過輻射方式直接散發。風冷散熱器的製造成本低，可操作性強，使用起來也方便安全，所以成為了我們最常用的散熱方式。 DC風扇運轉原理： 根據安培右手定則，導體通過電流，周圍會產生磁場，若將此導體置於另一固定磁場中，則將產生吸力或斥力，造成物體移動。在直流風扇的扇葉內部，附著一事先充有磁性之橡膠磁鐵。環繞著矽鋼片，軸心部份纏繞兩組線圈，並使用霍爾感應組件作為同步偵測裝置，控制一組電路，該電路使纏繞軸心的兩組線圈輪流工作。矽鋼片產生不同磁極，此磁極與橡膠磁鐵產生吸斥力。當吸斥力大於蝨扇的靜摩擦力時，扇葉自然轉動。由於霍爾感應組件提供同步信號，扇葉因此得以持續運轉，至於其運轉方向，可依佛萊明右手定則決定。 AC風扇運轉原理： AC風扇與DC風扇的區別。前者電源為交流，電源電壓會正負交變，不像DC風扇電源電壓固定，必須依賴電路控制，使兩組線圈輪流工作才能產生不同磁場。AC風扇因電源頻率固定，所以矽鋼片產生的磁極變化速度，由??電源頻率決定， 頻率愈高磁場切換速度愈快，理論上轉速會愈快，就像直流風扇極數愈多轉速愈快的原理一樣。不過，頻率也不能太快，太快將造成激活困難。 風量和風壓風扇轉速風扇噪音送風形式 熱傳導係數的定義為：每單位長度、每K，可以傳送多少W的能量，單位為W/mK。其中“W”指熱功率單位，“m”代表長度單位米，而“K”為絕對溫度單位。該數值越大說明導熱性能越好。以下是幾種常見金屬的熱傳導係數表： 風扇本體圖 2.散熱方式: 風冷，液冷，半導體製冷，壓縮機製冷，液氮製冷等等。 風冷散熱是最常見的，而且簡單易用，就是使用風扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價格相對較低，安裝方便等優點。但對環境依賴比較高，例如氣溫升高以及超頻時其散熱性能就會大受影響。 液冷是使用液體在泵的帶動下強制循環帶走散熱器的熱量，與風冷相比具有安靜、降溫穩定、對環境依賴小等等優點。液冷的價格相對較高，而且安裝也相對麻煩一些。同時安裝時盡量按照說明書指導的方法安裝才能獲得最佳的散熱效果。 半導體製冷 “NP型半導體通過金屬導流片鏈接，當電流由N通過P時，電場使N中的電子和P中的空穴反向流動，他們產生的能量來自晶管的熱能，於是在導流片上吸熱，而在另一端放熱，產生溫差”——這就是半導體製冷片的製冷原理。只要高溫端的熱量能有效的散發掉，則低溫端就不斷的被冷卻。在每個半導體顆粒上都產生溫差，一個製冷片由幾十個這樣的顆粒串聯而成，從而在製冷片的兩個表面形成一個溫差。 利用這種溫差現象，配合風冷/水冷對高溫端進行降溫，使得製冷片的散熱效果強勁，但是讓製冷片全速運作的前提是供電必須要穩定（一版要幾時W的功率），或者你需要為製冷片單獨設立一個供電設備，這樣成本較高，而且如果高溫端的散熱不到位的話也比較危險。 優點:能使溫度降到非常理想的室溫以下；並且可以通過使用閉環溫