Оценка влияния длины и количества тепловых трубок на эффективность отведения избыточной тепловой энергии от процессора

Abstract

Представлены результаты изучения влияния длины и количества тепловых трубок, входящих в состав радиаторной конструкции, на эффективность отведения избыточной тепловой энергии от современных процессоров. Проведены исследования для радиаторных конструкций, состоящих из теплосъемной пластины, тепловой трубки и теплообменника (ребристого радиатора), установленных на процессор и находящихся в открытой среде (движение воздуха происходит без перемешивания, что характерно для свободной конвекции) или в замкнутой сре де (происходит циркуляция потоков воздуха в замкнутом контуре, что свойственно для естественной конвекции в ограниченном пространстве). Численное моделирование осуществлялось посредством модуля Flow Simulation программного комплекса SolidWorks. Показано, что от естественного движения потоков воздуха в открытой или замкнутой среде значительно зависит значение разности температур, сформированных на концах тепловых трубок (ТТ). Установлено, что с увеличением длины ТТ от 100 мм до 500 мм происходит увеличение разности температур как в случае движения потоков воздуха в открытой среде, так и в замкнутой. В частности, увеличение разности температур на концах одной ТТ диаметром 6 мм при мощности процессора 50 Вт составило 29,54 °С (открытая среда) и 47,14 °С (замкнутая среда); для трех ТТ – 9,13 °С (открытая среда) и 16,28 °С (замкнутая среда); для пяти ТТ – 5,24 °С (открытая среда) и 10,11 °С (замкнутая среда). Установлено, что увеличение количества ТТ диаметром 6 мм и длиной 500 мм от 1 до 5 шт. приводит к снижению разности температур, в частности, при мощности процессора 50 Вт разность температур составила 36,17 °С (одна ТТ в открытой среде) и 55,59 °С (одна ТТ в замкнутой среде); 11,04 °С (три ТТ в открытой среде) и 19,06 °С (три ТТ в замкнутой среде); а также 6,3 °С (пять ТТ в открытой среде) и 11,56 °С (пять ТТ в замкнутой среде). Полученные результаты могут быть использованы для модернизации систем охлаждения различных технических средств, построенных на базе процессоров, а также проектировании новой высокопроизводительной аппаратуры с учетом использования тепловых трубок.