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刚好专业擦边,说说XSX的散热

只看楼主收藏回复

我以半专业半玩家的角度来谈一谈,并不严谨,毕竟学的是水不是气,但水和气统称流体,部分是相通的。部分涉及导热学的内容则是略有了解,如果大家想从基础理论研究的话推荐这四个课程《空气动力学》《水力学》《传热学》《泵与风机》。
先说说传热学的内容,一般热量传递是通过三种方式进行的,热辐射,对流换热,导热。三种方式都有各自的影响因素。
热辐射:空间位置,辐射波长等
对流换热:流速,流态,几何要素(面积等)
导热:温差,导热系数,几何因素等
XSX的散热由主要由两部分组成,轴流风扇,散热鳍片一体的液冷均热板。
液冷均热板的底部有凹陷,该部分和芯片接触,通过导热将芯片的热量转移到液冷均热板上。
液冷均热板中间的低气压液冷空腔中的液体受到热量升温,达到沸腾温度(气压低汽化温度会下降)后吸热,吸热量满足该工质的汽化潜热后,液体工质汽化。汽化后,腔体内气压升高,汽化温度升高,直到稳定状态。
稳定时,形成气体区域和底部液体区域,空腔内的温度也是稳定的,气压也相对稳定,此时气体在空腔内窜动,与均热板发生对流换热。
此时均热板吸热,气体冷却,附着在内壁上,如果空腔内壁有毛细管道,挂壁的小液滴可以通过毛细效应快速回到液体区域。如果没有毛细通道,小液滴则会汇集,直到表面积过大不足以支持附着在壁上,滴流至液体区域。有毛细通道即可视为热管,但XSX平扁的均热板大概率没有毛细通道,除非如此薄的散热鳍片像航空发动机翼片一样做成空心,毛细层和空腔夹在其中。
在工质气体发生对流换热的同时,整个均热板作为一个金属整体也发生着导热,只不过效率不高而已。两者一起将热量传递至散热鳍片。散热鳍片非常的薄,有着非常大的表面积。空气经过散热鳍片后,通过对流换热吸收热量,再经过风扇,将热量散失在大气中。
而风扇将空气带动起来的过程也是散热的关键。风扇一般分为轴流风扇和离心风扇两大类,当然还有一些混流风扇。轴流风扇是通过扇翼截面和攻角等提供的压力差实现空气的输送,离心风扇则是通过告诉旋转用扇叶将空气甩出四周。轴流风扇和离心风扇都有自己高效率的工作区间,一般可以这么说,轴流风扇风量大风压低,离心风扇风量中风压高。还有一般而言轴流风扇的高效率区间转速低,离心风扇高效段转速高。
XSX设计为垂直风道单轴流风扇散热,得明确一点,轴流风扇不能提供很高的风压,这就意味着风扇前后的风道必须低风阻。而XSX垂直风道的好处就是自发形成热上冷下的气流,在机器周围形成上部热空气,下部冷空气,进而形成压力差,减少风扇的压力负担。另外XSX内部也必须相对通透,在拆机视频里,机器中间有巨大的铝制骨架,中间有通风孔。机器整个侧面只有散热鳍片,没有看到更多的物体遮挡风道。机器外壳出风口极其宽敞,顶部全为圆形开孔,后侧底部也均有开口。
机器中间的铝制框架我觉得对散热也有一定帮助,这块铝应该和其他发热元件没有直接的接触,但铝本身具有很高的导热系数,而且这块铝质量不小,也是一个可以均热的热容。
风扇有一种说法,风量一定时(只是假定情况,实际上风阻大就会减少风量),风阻越大的地方风量就越小,反之同理。可以通过此控制不同路径的压力损失来分配风量。我认为XSX的关键发热就是那个巨大的SOC,拆机看来用于SOC散热的散热鳍片附近空旷,风阻较小,其他地方塞了光驱和电源,风阻较大。在风量分配上应该没有问题。
但是我仍然担心轴流风扇的风压不够,风扇在转速功率一定时,风压和风量成反相关,风压不够为了补足压力,势必会造成风量的下降。再此情况下只能通过提高转速解决,噪音也会提高。


IP属地:广西本楼含有高级字体1楼2020-03-17 18:21回复
    字多不看


    2楼2020-03-17 18:27
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      人话版:散热很好,微软nb


      IP属地:广东来自Android客户端3楼2020-03-17 18:30
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        总结4点。
        液冷均热板比纯金属热板更难能传导热量。
        通过相对通透的内部,垂直风道冷热区自发的压力差,减少风扇的压力损失。
        另外通过内部空间风压损失的设计,实现风量的分配。
        铝制骨架可能对散热也有帮助


        IP属地:广西来自Android客户端4楼2020-03-17 18:32
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          我已经自学完了大学所有课程,现在看得懂楼主在说什么了


          IP属地:北京来自Android客户端5楼2020-03-17 18:52
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            还有
            风道压力损失减小后,轴流风扇大风量低风压的特效就可以发挥,而且转速低噪音低


            IP属地:广西来自Android客户端7楼2020-03-17 19:06
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              所有的字都认识


              IP属地:江苏来自Android客户端9楼2020-03-17 19:11
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                恕在下孤陋寡闻,难道能用离心式的或者容积式的?轴流风机胜在流量大。至于风压,难道选型时不计算的麽。


                来自Android客户端10楼2020-03-17 19:14
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                  长知识,挺好的


                  IP属地:上海来自Android客户端11楼2020-03-17 19:20
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                    学热动搞制冷的路过,每次看到给游戏机加外置散热器的帖子,我紧缩的眉头就舒缓了些


                    IP属地:山东来自Android客户端13楼2020-03-17 20:12
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                      个人玩过itx感觉散热不会太好,当然没有pc那样的高主频或许也是没问题的。


                      IP属地:广东来自Android客户端14楼2020-03-17 21:04
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                        你应该根李大爷说说我们看不懂


                        IP属地:湖南来自Android客户端15楼2020-03-18 14:01
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                          不像大型工业设备计算选型,更别提航天军工,这种小电器都是选型完成后做实验测各种参数的。没有我们想象的那种精密计算。 而且官方也说了设备运行是允许横着放的。所谓的烟囱造型自流风都是噱头,那点压差忽略不计的毕竟高度就那么低


                          IP属地:山东来自Android客户端16楼2020-03-18 14:26
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