Kobber er ikke bedst!

Vandkøling d.  30. november. 2004, skrevet af Anti-Pjerrot
Vist: 1084 gange.

Anti-Pjerrot
 
Elitebruger
Tilføjet:
30-11-2004 14:06:52
Svar/Indlæg:
2126/135
Når vi snakker kølehoveder, er der en udbredt misforståelse ang. at kobber skulle være det bedste materiale til at bruge i kølehoveder...
Hvis vi kigger på de ting som et vandkølesystem bygger på, har de een ting til fælles. Vand!. Hernest er det et metal der er afgørende, da vi ikke alle har vand direkte på vores cpu!
:i
Først kan vi kigge på stoffers evne til at optage varme!
Og kigger vi på tallene for varmefylde (Mængde energi der kan optages pr.kg gange grader kelvin)(J/kg*K)
Ser vi at vand har:
4190J/kg*K v. 10 grader celcius
og kobber
385J/kg*K
samt aluminium:
896J/kg*K

Så det ses at evnen til at Optage varme er størst hos vand, dernest aluminium, og tilsidst kobber...

MEn når vi snakker Varmeoverførsel (Konduktivitet) eller Varmetransmission, ser tallene helt anderledes ud!
Watt pr. meter gange grader kelvin!
Vand har:
0,55W/(m*K)
kobber:
395W/(m*K)
aluminium:
218W/(m*K)

her skal så lige nævnes sølv, der er den bedste varmeleder:
sølv:
420W/(m*K)

Som det klart ses er der en stor forskel mellem varmeOPTAGELSESevne og varmeLEDNINGSevne

Herved kan man så diskutere hvilken rækkefølge man vil vurdere et stof til at blive prioriteret i, når vi snakker brug i et konventionelt vandkølingssystem:

Hele princippet i vandkøling ligger i at transportere varme fra sin cpu til en radiator!
Til dette formål sker transporten mekanisk, ved hjælp fra en pumpe...Og pumpen transporterer således vores varme væk fra vores cpu. Men for at denne transport skal være bedst mulig, må vi have et stof som kan optage varmen og holde på den indtil varmen godt må forlade vores system(Kabinettet). Her er det varmeoptagelses evnen der er vigtigst.
Vand er her klart at foretrække (Det er der vist ikke nogetn tvivl om :00 .
Men så kommer vi til det spændende: Vi kan ikke (altid) køle direkte på vores cpu, så vi må have et isolerende lag (ikke varme-isolerende), mellem vand og cpu. OG netop kravet til dette må vel være at det skal kunne fjerne (transportere) varmen bedst muligt gennem sig selv. Så vi leder efter et stof med høj varmelednings evne, der kan fjerne varmen fra cpuen, og her er det kobber som er det bedst egnede: (JA nu modsiger jeg min overskrift, men det er ikke det jeg mener når jeg siger at kobber ikke er bedst.)
Godt. Varmen bliver fjernet fra cpuen, men hvis ikke der er noget der kan tage varmen videre fra vores kobber, holder denne på varmen. Derfor har vi ikke brug for det til andet end som isolator og varmeleder, da det ikke kan optage al der varme der bliver produceret. Så her må vi bruge vandet til dette... Alt det er jo afklaret. Godt men hvad er essensen. Kobber er ikke bedst, det er vand, vi bruger kun kobberet da vores kølehoveds design og alsidighed ( samt sikkerhed) forhindrer direkte køling på cpuen. Så hvis vi designede ordenligt var vi fri for at bruge kobber i det hele taget.
Men vores pumper og slanger har også en stor indvirkning på vores transport af varmen. Hvis ikke vandflowet (mængden af vand der passerer pr. tidsenhed) (L/min) er stort nok, vil vores varme ikke kunne forsvinde hurtigt nok. Så vi har brug for enten mere flow, eller et midlertidigt lager for vores varme. Her bruger vi ubevidst resten af vores køleprofil, dvs. også fittings, slanger og kølehus osv. Det er jo ret ligegyldigt, bare varmen ikke er på vores cpu, så hvis vores kølehus er lavet i aluminium, i stedet for kobber har vi en modtager for lidt af den varme som vandet ikke kan optage. En utilsigtet radiator så at sige, men der sørger stadig for at vores cpu ikke blir varm... Dette er en måde at bruge aluminiummet på i stedet for at have et massivt kobberkølehoved. Der er lidt penge og en masse vægt at spare.
Men hvis ikke vi skal bruge så meget kobberet kan man jo ligeså godt bruge aluminium, lad os sige 0,5 - 1mm mellem vand og cpu. Eller bruge en så lille mængde kobber, det gør jo ingen mærkbar forskel da det jo stadig er vand der er vores transport system.
Jeg vil heraf konkludere at det ikke kan svare sig at bruge store massive kobberkølehoveder i vandkøling, da designet er afgørende for virkningen af kølehoved, samt vandflowet.
Jeg er interreseret i at høre om nogen kan tilslutte sig min ide, kort sagt : Ultra tynd aluplade på processer + godt flow = bedre, end stort kobberkølehoved på processer+ godt flow.
Forhold mellem pris/vægt/ydelse ligger ikke så højt som forhold mellem design/ydelse. Det er det jeg prøver at vægte her!

tabelværdier kommer herfra:
http://www.formel.dk/materiale...

:e

Illuminati
 
Elitebruger
Tilføjet:
30-11-2004 14:26:39
Svar/Indlæg:
10398/435
problem: "ultratynd" aluplade vil knække under presset fra skruer/bøjler. det gælder i og for sig også for kobber. men hvis man ser bort fra dette, så jo, når det er så tyndt et lag vil det være næsten ligegyldigt om det er AL eller CU.

hvis jeg har forstået rigtigt, foreslår du ellers at ha en kobber bund og resten af "profilen" i alu. "så hvis vores kølehus er lavet i aluminium"..
her er der mange flere forhold der spiller ind! kort sagt kan det godt betale sig at ha CU kølehus. men for at give en idé om hvorfor: som du selv siger leder cu bedre en al. således vil varmen ophobe sig i cu delen, og have svært ved at udjævne sig i hele profilen. udævningen af varmen er en vigtig del i et vandsystem fordi jo større overfladekontakt jo mere veksler varmen over i vandet. eftersom vandet løber i rør, så skal alle sider at røret gerne afgive varme til vandet. dette sker netop bedst med kobber.. <-- håber det giver mening. (for at sige det på en anden måde. hvis toppen af profilen er alu, vil vandstrømmene i toppen ikke blive opvarmet og derved ikke transport varmen væk.)