科普帖：关于散热的认识，真理越辩越明，欢迎大家来拍砖

lobbiest

在cpu区潜水一段时间了，因为自己的cpu不够发烧，所以也没好意思出来换气。不过发现一个问题，就是很多人对硬件散热的认识有些偏差，概念上有些问题。所以开这个帖子，跟大家讨论一下。
首先是传热的基本公式了
散热量＝传热系数*温差*面积
这个是传热的基础了，对于不同的情况有不同的传热系数，但是用法都是一样的。比如从散热片到空气的传热，用的是相间传热系数，如果是散热片内部传热，用的传热系数其实就是导热系数，是热阻的倒数。
其次，对于cpu之类来说，散热问题其实是一个保温问题，最终目标不是要散多少热出去，而是把cpu的温度压制在目标值以下(超过就烧毁了)。散热只是为了达到目的的手段而已。
第三，能量守恒问题。假如有一根电阻丝，裸露在空气中，发热10w(就是每秒发热10焦)。那如果我给它裹上一层厚厚的保温层，那么它向空气中散热多少W呢？
a.<10W，视保温层厚度而定
b.=10W
c.>10W，因为裹起来后肯定更热了
到此为止，先想再看答案





答案是b。可能会有人选错了。这个似乎是不少人会犯错误的误区。根据能量守恒定律，你把保温裹得再厚，还是会有那么多的能量产生，也就是说，还是会有那么多能量传到空气中。那裹保温的意义在哪里呢？意义在于保温保的是温度。根据第一条公式，热阻变大了，散热量还是一样的，面积也没有变(电阻丝没有变粗)，于是，电阻丝的温度就上去了，它跟空气的温差变大了，直到等式重新成立为止。
对于cpu散热来说，这个问题反过来看也是一样的。如果cpu发热能力是65w，你即使不给它加风扇，它也是向空气里面发65w的热量，问题在于这个时候cpu的温度就可以烧开水了。如果你的散热系统很好，传热效率非常高，温差就可以做到很小，于是，cpu的温度就给控制得比较低。以前看到过有人觉得散热片温度高了，跟空气的温差就大，是传热能力高的表现。这个是传热学好了，但是能量守恒没有学好，把本末倒置了。

嗯嗯，好像很多人没有看懂。。。
(跟帖的兄弟有人把功率跟能量搞混了，w是功率，焦是能量。cpu发热是按功率算，传热也是按功率算的，传热系数的单位是焦/(平米*度*秒)，已经包含了时间单位。)
举个例子吧。
比如，还是那段电阻丝，发热为10w，假设空气是20℃，表面积是1平米，传热系数是1焦/(平米*度*秒)，(晕，太长了，以后这个单位我就不写了)
      那么第一条公式就是10w＝1*1平米*温差
     于是温度差＝10度，也就是电阻丝的温度是30℃。
如果裹上保温，有了热阻，传热系数就变小了，假设变到了0.1
    第一条公式变成10w＝0.1*1平米*温差
    于是温度差＝100度，也就是电阻丝的温度会变成120℃

换句话说，给它裹上保温后，它的温度提高了，但是还是散出去10w热量。
至于楼下有兄弟说热量散不出去，那热量哪里去了？答案是用于给电阻丝升温了。等电阻丝升到120℃后，散热和发热就又重新平衡了。

wangzhao92

不懂,我只知道低温就行,管他那么多干嘛啊~~~

isun

技术帖要顶，学习了

IDK

偶学文的，所以这个课题就看看了，发表不出权威意见了，呵呵。

什么的什么

用能量的观点：
能量即不会产生也不会消失，只是从一个物体传导到另一个物体，从一种形式转化为另一种形式

lobbiest

散热片温度不够高，有两种情况
一种是CPU温度也很低，证明CPU的热量被全部散发了
另一种CPU温度很高散热片却很低，说明散热器没有良好吸收CPU的热量

散热片温度高的话，要跟别的散热器横向对比
如果CPU温度也比 ...
Elensar 发表于 2009-3-11 14:35

哈哈，确实是这样的，散热片凉不一定cpu凉，但是如果散热片热那cpu一定热。

seanyu

1、散热量＝传热系数*温差*面积。这个公式等号左边好像应该是散热功率，不是散热量。不同的热传递方式（辐射、对流、传导）下，公示都略有差异。网上搜过，对流方式下，跟流体介质的速度有关，就是用在风冷上就直观地表现为RPM了。其他条件不变的情况下，RPM越高的风扇，能够带来更好的散热效果。
2、以前看到过有人觉得散热片温度高了，跟空气的温差就大，是传热能力高的表现。在其他条件不变的情况下，温差大了，当然散热功率变大了。因为CPU加压了，超频了，单位时间产生的热量当然是增加了，因此自然会出现散热器散热功率变大的情况，也就出现了散热片与空气之间温差增大的现象。要是CPU都是在标准频率下运行，产热功率不变，散热功率也不变，基本也不会出现散热片温度升高的现象吧？

seejiajia

what are U talking about?
本来简单的问题，硬是给你们忽悠的快看不懂了。

lobbiest

但是热量散不出去啊     

散热器 散热器  要把热量散出去
微笑的螃蟹 发表于 2009-3-11 00:26

不管怎样热都是可以散出去的，如果cpu持续发热而散热环境很差(或者干脆裹上保温)，那么cpu的温度就会不断升高，比如升到煤炉子一样的温度，这时候cpu 跟空气的温差就非常大了，热传递也就大了，最终热传递还是跟发热相等。但是这个时候cpu的材料受不了。好散热器和坏散热器的差别就在于温度差，或者说，能把cpu压在多少度。

cokekele

直接传遍机身，哈哈，，机身再连到冰箱~~

malajixiang

说白了，还是要散热的，裸奔等于自杀

cargoj

有点乱哦

只会潜水

进来学习学习............................

laban_li

进来学学热传导学，受益匪浅

bshbsh

技术贴.
今天福彩彩池有3.5亿了,买个70倍就可以洗空彩池了.
等我中了奖,我就把GZ买下来,把自己改为管理员.

zkxyy

水下先~~{lol:]

散热就是把CPU积聚的热量不停导走，不烧U。
散热器好坏标准：最快而安静地散走最多的热量且性价比高者~~~~{lol:]

zkxyy

LZ的意思：比如CPU温度65度，铜散热器20度，那么两者就要进行热传导，直到两者热平衡为止。而加风扇的风不停地带走铜散热器的热能，CPU与铜散热器之间就要不停地保持热平衡。{lol:]


关键点：热里学中的热平衡。
真理点：能量守恒定律。

Ranma

你对散热的认识太肤浅了。
如果没有其它瓶颈的话，忽视CPU与散热片之间热传导的差异，CPU的散热基本上可以看做散热片跟空气之间的热交换，其主要方式就是强制对流，流体散热是一个很复杂的问题，传热系数非常难确定，包括空气的流体密度，层流紊流的界定，空气的流速，粘性，等等，不是单纯靠一个简单的公式能推导出来的。