Která kapalina je nejvíce tepelně vodivá?
Tepelná vodivost látky je její schopnost vést teplo. Kvantitativně se součinitel tepelné vodivosti vyjadřuje ve W/(m•K) a určuje jej za podmínek (teplota, vlhkost atd.) normalizovaných GOST nebo TU. Materiály s koeficientem tepelně vodivý méně než 0,17 (současně se zvýšenou pórovitostí, nízkou vlhkostí a hustotou) – jsou považovány za tepelně izolační (s vysokým tepelným odporem).
Součinitel tepelné vodivosti různých materiálů
při normální teplotě (295 ± 5 K / +22 ± 5 °C)
| Materiál | Vlhkost Nosta % | λ, W/(m*K) |
| Hliník | – | 220-240 |
| Keramika z nitridu hliníku | – | 150-180 |
| Oxid hlinitý | – | 37 |
| Beton na písku | 8 | 0.7 |
| Pevný beton | 8 | 1,75 |
| Bronze slitina mědi a cínu nebo s hliníkem křemík / berylium / olovo. | – – – | 84 105 – |
| Obyčejný papír | – | 0,14 |
| Minerální vlna | – | 0,05 |
| Voda | – | 0,6 |
| ovzduší | – | 0,026 |
| Vlněná plsť | – | 0,05 |
| Wolfram | – | 153 |
| Silikonový tmel bez přísad | – | ~ 0.2 |
| Štěrk | – | 0,36 |
| Žula | – | 3,1-3,5 |
| Grafit podél lůžkovin | – | 280-520 |
| Pyrografit („elektrografit“) podél lůžkovin | – | 480-2440 |
| Grafen podél filmu | – | ~5*10^3 |
| jíl | 15-20 | 0,7-0,9 |
| Půda je suchá | – | 0,4 |
| Lehké/těžké dřevo dřeviny | 6-8 | 0,15 / 0.4 |
| Dřevěná štěpka dřevotříska | 6-8 | 0,2 |
| D16 (dural) | – | 164 |
| Železobeton | 8 | více 1,5 |
| Zlato | – | 320 |
| Karton | – | 0,14-0,35 |
| Zednické práce | 8 | 0,4-0,7 |
| Konstantan | – | 22 |
| Mosaz | – | 110 |
| Led při teplotě -10 – -30 °С | – | 2,3-2.6 |
| Minerální olej | – | 0,14 |
| Měď | – | 380-390 |
| Minvata | – | 0,045-0,055 |
| Molybden | – | 140 |
| Nikl | – | 90 |
| Cín | – | 67 |
| Suché piliny | – | 0,07 |
| Pěnový beton | 8 | 0,2-0,3 |
| Písek 0% vlhkosti | 0.33 | |
| Písek 20% vlhkosti | 20 | 1,3 |
| Guma | – | 0,16 |
| Stříbro | – | 407-430 |
| Silikon bez plniva | – | 0.15 |
| Silumin, slitina hliníku s křemíkem, Si 4-13% | – | 137 (124-167) |
| Sníh utužený | – | 0,35 |
| ocel | – | ~ 50 |
| Obyčejné sklo. | – | 0,7-1,2 |
| Titan | – | 22 |
| Fluoroplast-4 (teflon) žádná plniva | – | 0,25 |
| Zinek/oxid zinečnatý | – | 115 / 54 |
| Stucco | 8 | 0,8 |
| Epoxidové lepidlo (bez náplně) | – | 0,6 |
// Podle GOST 7076-99 „Metoda pro stanovení tepelné vodivosti“ musí být teplota a relativní vlhkost vzduchu v místnosti, ve které se zkoušky provádějí, (295 ± 5) K a (50 ± 10) %, respektive.
Tepelná rozhraní
Pro odvod tepla a chlazení různých zařízení vytvářejících teplo (v elektronice, topenářství) se používají vysoce tepelně vodivé sloučeniny (tzv. tepelná rozhraní) – teplovodivé pasty, tavná lepidla a vysokoteplotní tmely (jejich tepelná vodivost a tepelná odolnost se zvyšuje pomocí speciálních přísad a plniv). Po nanesení na povrch vyplňují vzduchové mezery mezi palivovým článkem a chladičem, čímž výrazně zlepšují tepelný kontakt s chladičem a celkový přenos tepla v systému. Provozní teploty (při kterých jsou zachovány parametry deklarované výrobcem), charakteristické pro mnoho značek past: od –50 °C do +150 °C
Moderní teplovodivé pasty na bázi minerálních nebo syntetických olejů obsahují jemně rozptýlené ve formě mikročástic (prach), obvykle kovové stříbro, hliník a jejich oxidy (možné jsou i jiné možnosti plniv, např. uhlíkové nebo diamantové částice, nitridy boru) díky tomu mají relativně vysoké hodnoty prostupu tepla – až několik jednotek W/mK. V počítačové technice jejich použití umožňuje snížit teplotu procesorového čipu o 10-20 stupňů (ve srovnání s instalací chladiče „na sucho“), což zabraňuje přehřátí při velkém zatížení. Normální hodnoty pro CPU (centrální procesor) jsou: 40-55 °C v normálním provozním režimu počítače a 55-70 °C při špičkové zátěži.
Seznam nejpoužívanějších značek teplovodivých past
Arctic Cooling MX-1/2,4
Arctic Silver 3/5, „serebryanka“ (pasta na bázi stříbra)
Zalman ZM-STG-1/2,
OCZ Freeze Extreme,
Noctua NT.
Gelid GC1
Tepelné pasty ruské výroby
KPT-8, levná pasta, ve které je tepelný vodič jemně rozptýlen (velikost částic přibližně 50 nanometrů) oxid zinečnatý, nevysychá (pokud je KPT pravý, vyrábí se bez porušení technologie výroby). Velký rozdíl v tepelné vodivosti oproti zahraničním pastám výrazně neovlivňuje výsledky srovnávacích testů, ve kterých tuzemská KPT8 vykazuje dobré výsledky a častěji je výhodnější z hlediska poměru ceny a kvality.
AlSil3, nitrid hliníku jako tepelný vodič.
// Pokud neexistuje běžná teplovodivá pasta, dočasně ji vyměňte, použijte automobilový „Litol-24“ (s desetimikrometrovým grafitovým plnivem – jedná se o běžné mazivo na grafitové závity), CIATIM-202 nebo hustý silikonový olej (PMS- 100). Za normálních podmínek netvrdnou a téměř nevysychají (málo se odpařují). Kombinují zvýšenou tepelnou odolnost, chemickou neutralitu a dobré lepicí vlastnosti. Maximální tepelná vodivost domácí teplovodivé kompozice v závislosti na množství a kvalitě přísad (kovový prach nebo měkký grafit), jakož i při správném použití (tenká vrstva nanesená na „horké“ a těsně lapující povrchy) může být poměrně vysoká pro použití na zařízení pracujícím v normálním nevynuceném režimu (bez zvýšení napájecího napětí nad standardní úroveň a přetaktování CPU, paměti a grafických karet). V některých případech je možné obnovit tepelnou pastu, která ztratila dostatečnou viskozitu, rozemletím vysušené pasty a jejím zředěním horkým litolem. —>
Tepelná pasta se nanáší rovnoměrně po celém povrchu ve velmi tenké vrstvě (ne více než 0.2 mm, protože tepelná vodivost běžné teplovodivé pasty je o dva řády menší než u kovu – mědi), vyplní pouze nerovnosti leštěné pracovní plochy chladiče a chlazeného zařízení. Optimální množství teplovodivé pasty pro aplikaci na kámen procesoru počítače je 0,1-0,4 gramu.
Na leštěné, zrcadlově leštěné a lícované povrchy – se tepelně vodivá hmota nanáší ve formě kapky (nebo malého kříže, s ryskami směřujícími do rohů), doprostřed chlazeného palivového článku (tak, aby byly nezůstaly žádné vzduchové dutiny, jako by byly umístěny na rozmazané pastě), následuje zatlačení na chladič a pevné lapování. Velmi hustý a viskózní – rozetřete špachtlí (nebo okrajem plastové karty). Při instalaci chladiče na místo je třeba opatrně otřít chladič o kámen co nejtěsněji (pohybovat, otáčet).
Tabulka 2. Přibližné součinitele tepelné vodivosti nejběžnějších tepelných past.
| Jméno | λ, W/(m*K) |
| Coollaboratory Liquid Pro (tekutý kov) | 80 |
| Arctic Silver/Cooling MX | 5-8 |
| Zalman ZM-STG1/2. | 1-4 |
| OCZ Freeze Extreme | 4 |
| Titan Nano Grease TTG | 4 |
| Noctua NT. | 2-3 |
| Gelid GC-Extreme | 8 |
| KPT-8 | 1 |
| AlSil-3 | 2 |
* Coollaboratory (CL) Liquid Pro (tekutý kov, při 20-25°C) – elektricky vodivá teplovodivá pasta, neobsahuje nekovové přísady, neměla by přijít do styku s hliníkem / siluminem.
Tabulkové ukazatele tepelné vodivosti teplovodivé pasty – objevují se po několika desítkách hodin používání, v provozním režimu (pasta trochu houstne, její tepelná vodivost se blíží optimálním hodnotám).
// Nejslibnější, technologicky vyspělá a snadno použitelná tepelná rozhraní jsou s grafitovým / grafenovým plnivem. Na rozdíl od kovových třísek (nebo kovového prachu získaného v důsledku chemických reakcí) lze měkký grafit rozemlít na libovolnou velikost částic až do velikosti nanometrů (nanoplniva), což zajistí poměrně těsný kontakt pracovních ploch. Výrazně zlepšuje parametry a velmi vysokou tepelnou vodivost grafitu / grafenu, převyšující u oxidů kovů (hliník a zinek). Ale grafitová tepelná pasta, stejně jako tekutý kov (a do určité míry „stříbro“), má významnou nevýhodu, která ovlivňuje normální provozní podmínky: elektrickou vodivost.
K moderním tepelným rozhraním patří také: samolepicí termo podložky (tepelná páska), tepelné desky, termofilm.
Jak často by se měla tepelná pasta měnit?
Do uplynutí záruční doby na zařízení je lepší skříň neotvírat, jinak v případě rychlé poruchy budete muset počítač opravit na vlastní náklady. Pokud teplota procesoru počítače při špičkové zátěži stoupne na 80 stupňů, kontaktujte servisní středisko (může být vyžadována oprava v rámci záruky). Normální továrně sestavený počítač/notebook vydrží docela dobře, bez otevírání, rok nebo dva, poté budete muset systémovou jednotku a PSU (napájecí zdroj) ještě rozebrat a vyčistit od prachu, který se tam nashromáždil.
V budoucnu, po uplynutí záruční doby, v závislosti na výkonu procesoru a provozních podmínkách (čistota a teplota vzduchu v místnosti, letní vedra, umístění vedle radiátoru ústředního topení nebo jiného zdroje tepla) se provádí čištění pravidelně (nejméně jednou ročně na systémové jednotce z nahromaděného prachu a v případě potřeby (pokud se čip velmi zahřívá) výměna tepelné pasty (včetně výměny procesoru a odstranění chladiče). Hlavním referenčním bodem je teplota elektronických součástek a stabilita systému.
Pro monitorování hardwaru se používají speciální utility, které umožňují měřit důležité parametry systému (napětí, otáčky ventilátoru). Například oblíbený program HWMonitor (Hardware sensors monitor, web pro vývojáře – https://www.cpuid.com/) – pracuje s nejběžnějšími senzorovými čipy, čte teplotu jader procesorů, grafických karet, pevných disků přes SMART ( zobrazuje aktuální, minimální a maximální hodnoty). Tyto informace lze zaznamenat a uložit do textového souboru nebo zaznamenat ve formě grafů (obrázky ve formátu BMP). Program funguje bez instalace. Existují docela funkční bezplatné verze.
// Režim pro záznam skutečných parametrů topení – dostupný v mnoha firmwarech BIOSu (pokud ne, aktualizujte na novou verzi, zadejte při restartu, stisknutím kláves Del na stolním počítači nebo F2/F10 na notebooku).
Další software s podobnými funkcemi, který umožňuje měřit teplotu:
SpeedFan.exe je softwarový nástroj pro sledování parametrů základní desky. Tato utilita umožňuje nastavit rychlost ventilátoru (můžete ji upravit ručně nebo povolit automatický režim, ale pouze pokud máte příslušný snímač a ovladač), regulovat frekvence (cykly) interní sběrnice procesoru a sběrnice PCI a zachovat protokolový soubor výsledků měření. V konfiguraci můžete nastavit požadovanou obsluhu kritické události: Konfigurace – Události – Algoritmus podle podmínky, například – pokud je teplota vyšší než 70 stupňů, zapněte zvukový signál (pípání) na zadané frekvenci atd.
Real Temp (freeware program, stažený z webové stránky https://www.techpowerup.com/realtemp/) – Monitorování teploty jádra (3místný systémový panel – možnost písma, Celsius nebo Fahrenheit), Vzdálenost k TJMax a přetaktování pro Extreme.
Mnoho tepelných past během provozu a vysokým teplem vysychá, což zhoršuje odvod tepla a chlazení mikroobvodů. Pokud se počítač nouzově restartuje nebo vypne z důvodu tepelné ochrany, přehřátí a zvýšení hlučnosti ventilátorů (zvýšené automatickým nastavením rychlosti otáčení), musíte nejprve vyčistit radiátory a ventilační otvory od prachu a odstranit jej pomocí kartáčem a pak vyfoukat stlačený vzduch (vynést ven nebo na balkon) a sledovat, jak se potom změní teplota. Kabely a vodiče se doporučuje shromažďovat do kompaktních svazků, aby se uvolnil prostor pro dobrou cirkulaci vzduchu uvnitř krytu systému. Je dobré zkontrolovat počítač, zda neobsahuje viry, které mohou způsobit dodatečné zatížení procesoru. Odstraňte ze spouštění nepotřebné aplikace, které způsobují znatelné přetížení systému a snižují jeho výkon.
Životnost (v normálním, standardním režimu) u kvalitních teplovodivých past je minimálně rok provozu (plastičnost a dosti vysoká tepelná vodivost pasty je zachována). Skladovatelnost pasty ve skladu, v hermeticky uzavřených obalech, před otevřením je mnoho let. Například výrobce Arctic Cooling MX-4 poskytuje 8letou záruku proti vysychání.
Při vyjímání chladiče jej neodtrhávejte od procesoru (pokud je zaseknutý). Nejprve, aniž byste něco rozbili, otočte a posuňte do strany, z úvratě. Pokud to nefunguje, pak jako možnost odřízněte nití mírně navlhčenou v rozpouštědle. Stará teplovodivá pasta se odstraní, kontaktní plocha čipu se vyčistí alkoholem, acetonem nebo rozpouštědlem. Chcete-li jej zahřát, zapněte systém naplno, zajeďte s ním a po vypnutí jej rozeberte. Nebo použijte teplo s fénem, ale buďte velmi opatrní, abyste se nepřehřáli.
I když se procesor příliš nezahřívá a zdá se, že vše funguje normálně, po několika letech stále musíte vyměnit teplovodivou pastu, jinak se čip přilepí a přilepí se k chladiči.
Tepelná ochrana
Pro operativní, rychle provedené sledování tepelné izolace budov a konstrukcí slouží přístrojová termovizní kontrola pomocí speciálního zařízení – termokamery a infračerveného digitálního teploměru (pyrometru). Tento typ práce je regulován SNiP 23/02/2003 „Tepelná ochrana budov“ během plánované energetické inspekce kvalifikovanými odborníky za účelem identifikace míst tepelných ztrát v budovách v provozu. Termovizní monitorování je vyžadováno pro technický dozor nad výstavbou a rekonstrukcí budov a objektů, v rámci plánovaných energetických kontrol nebo běžného monitoringu.
Pro získání vysoce kvalitních teplotních snímků v reálném spektrálním rozsahu je lepší provádět práci za oblačného počasí (pro eliminaci chyb z vnějších tepelných faktorů prostředí). Zkoumané povrchy by neměly být vystaveny přímému nebo odraženému slunečnímu záření alespoň tři hodiny před měřením.
Termovizní diagnostika je nezbytná před plánovanými nebo nouzovými opravami budov – pro správná rozhodnutí o volbě tepelně izolačních a tepelně vodivých materiálů. Na základě výsledků termovizních studií se konstruují diagramy teplotních polí a identifikují se anomálie v termogramech, analyzuje se charakter změn izoterm, skutečný tepelný odpor konstrukcí a součinitele prostupu tepla vnitřních a vnějších povrchů stěn, potrubí. a určují se technologické vybavení.
Odvod tepla při absenci foukání ventilátoru
Výrobci se snaží udělat moderní spotřební elektroniku menší, lehčí a mobilnější. Současně se zvyšuje produktivita zařízení, rychlost zpracování informací atd., což je nevyhnutelně doprovázeno tvorbou tepla. Například u digitálních set-top boxů může spotřeba energie generovaná ve formě tepla dosáhnout několika wattů. Zároveň u konvenčních přijímačů DVB vysílání není v konstrukci zajištěn ventilátor. Pro chlazení elektronické části zařízení je nutné volné proudění vzduchu ventilačními otvory v pouzdře. Procesor je chlazen pomocí radiátoru přes vrstvu tepelně vodivé kompozice.
Nový Changan Eado Plus je k dispozici v autosalonu Kuntsevo.
Mini-referenční kniha o fyzikálních parametrech a charakteristikách: součinitel tepelné vodivosti, v technických výpočtech, tepelné pasty a jejich vlastnosti.
Copyright © 2007-2024, KAKRAS.RU