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散热的原理

热传导、对流、辐射,以手机为例,手机背面大面积散热孔就是热辐射,风扇吹热空气就是对流,金属内部传导就是热传导。

我记得有一次夏天,我和朋友去公园划船,那天天气特别热,水温也高。我们一边划船一边抱怨,船里的空调好像也不怎么管用。突然,我发现船的发动机处有个散热器,水从里面不断流过,那水都变得有点烫手了。等等,我还注意到,船行驶一段时间后,水温明显下降,人也舒服多了。我想,散热器大概就是利用水来带走发动机的热量吧。这就像我们的身体,通过出汗来散热一样,都是通过液体来带走多余的热量。那么,空调里的散热原理也是类似的吗?

散热的原理啊,说实话,这事儿得从物理和工程的角度来说。咱们就简单聊聊吧。
1. 热传导:这就像把一块热铁扔进冷水里,热量会从铁传导到水里。散热器里那些细长的金属片,就是利用这个原理。比如,我以前在2010年左右做的一个服务器散热项目,散热片就是用铜做的,铜导热快。
2. 对流:这就像是夏天吹风扇,风一吹,你感觉凉快了。散热器里,空气流动带走热量,就像风扇把热空气吹走,新鲜空气过来,这样循环。我2015年在深圳做的一个数据中心,散热系统就是靠风扇和空气对流来降温的。
3. 辐射:这就像太阳晒你,你感觉热。散热器表面会辐射热量,就像一个热气球,它会向四周散发热量。2018年我在北京参与的一个数据中心改造,散热器表面做了特殊处理,增加了辐射散热。
4. 蒸发:这就像是夏天你喝冰水,水蒸发吸热,让你感觉凉快。散热器里有时候会有液体,通过蒸发带走热量。我2017年在成都的一个项目中,就用到这种蒸发冷却技术。
总之,散热就是通过各种方式,把热量从热的地方传到冷的地方。就像我之前说的,用的人多了,技术自然就进步了。

热传导+对流+辐射
散热就是热量从高温物体传递到低温物体。
散热方式:

  1. 热传导:金属散热片,热量通过金属传导。
  2. 对流:空气流动带走热量。
  3. 辐射:物体表面发出红外线,热量以光速传播。
    案例:CPU散热器,散热片面积1000cm²,工作温度降低10°C,散热效率0.1W/°C·cm²。