물/냉각수 대신 대량의 액체 금속을 맞춤형 냉각 루프에 넣으면 어떻게 될까요? 어떤 어려움에 직면하게 될까요? 이렇게 하면 어떤 이점이 있을까요?
보너스: 표준 플라스틱/유리 튜브 대신 구리 튜브를 사용하고 구리 튜브를 통해 액체 금속을 펌핑한다면 어떻게 될까요? 그리고 구리 CPU 블록도 사용했나요?
답변1
Keltari의 답변에 있는 모든 내용은 옳습니다. 다른 중요한 정보로 확장하고 싶습니다.
열을 "전달"하려면 열전도율과 열용량이라는 두 가지 주요 값을 처리해야 합니다. 첫 번째는 뜨거운 표면에서 열을 얻고 차가운 표면에 열을 주는 것과 같이 다른 물질로부터/다른 물질로 열을 얼마나 쉽게 얻거나 주는가입니다. 두 번째는 얼마나 많은 에너지를 저장할 수 있는가입니다.
액체 금속의 열전도율은 고체 금속에 비해 매우 낮습니다. 순수한 고체 알루미늄의 열전도율은 약 200W/(m·K)이고, 순수 구리의 열전도율은 약 390W/(m·K)입니다. 반면에 수은의 값은 약 8.5W/(m·K)이고 물의 값은 약 0.6W/(m·K)입니다. 따라서 액체 금속은 열 전달 측면에서 물보다 우수하지만 고체 금속보다 훨씬 나쁩니다.
열용량은 또 다른 부분입니다. 액체 물의 1K 온도 변화(예: 1°C 또는 2°F 변화)에는 4.187kJ/kg이 필요한 반면, 수은의 동일한 변화는 0.125kJ/kg입니다. 이는 CPU 표면에서 동일한 열이 32배 발생함을 의미합니다. 수은의 온도 변화가 더 큽니다!
간단히 생각하면 전도성이 14배 더 좋고 열용량이 32배 더 나쁜 것은 수냉식과 관련하여 약 50% 더 나쁜 합계이며 여전히 독성이나 단락 요인과 같은 다른 위험 요소를 고려하지 않은 것입니다. (이 계산은 적절하지 않습니다. 현재 온도, 압력, 전송 시 측면 손실 등 이 값에 의존하는 다른 매개변수가 많기 때문입니다.)
답변2
표면적으로는 좋은 아이디어처럼 보일 수도 있지만 실제로는매우나쁜 생각.
실온에서 액체인 두 가지 금속(합금 제외)이 있습니다: 수은과 갈륨.
우선 수은은극도로독성이 있으므로 전문가만 취급해야 합니다.
갈륨은알루미늄과 강철을 부식시키다, 이는 냉각수가 열을 흡수하기 위해 흘러가는 것입니다. 결국 조인트와 방열판이 파손되어 다음 문제가 발생하게 됩니다.
수은과 갈륨은 모두 전기 전도체입니다. 두 액체 중 하나라도 전자 장치에 누출되면 단락이 발생하고 전자 장치가 손상될 수도 있습니다. 그리고 다시 말하지만, 수은은 매우 독성이 강합니다. 이것만으로도 사용하지 않는 이유가 됩니다.
수은과 갈륨은 열로 인해 부피 팽창률이 높습니다. 높은 열이 발생하면 크게 팽창할 수 있으며 압력으로 인해 냉각 라인이 파괴될 수 있습니다.
갈륨 자체는 액체가 아니다.방온도. 녹는점은 85.58°F(29.76°C)입니다. 즉, PC를 끄고 완전히 냉각하면 갈륨이 응고됩니다. 물론 액체가 흐르지 못하기 때문에 문제가 발생할 수 있습니다.
좀 더 생각하면서 편집:
수은은 매우 무겁습니다. 1리터의 수은의 무게는 30파운드(13.5kg) 미만의 머리카락 무게입니다. 갈륨 1리터의 무게는 13.02파운드(6kg)입니다. 그 액체를 옮기려면 거대한 펌프가 필요할 것입니다. 무게만으로도 PCB가 휘거나 파손될 수 있습니다.
답변3
액체 금속 CPU 쿨러가 이미 존재합니다.
http://www.guru3d.com/articles-pages/danamics-lmx-superleggera-review,1.html
이것은 나트륨과 칼륨의 공융 합금인 NaK를 사용합니다. NaK는 공기, 물 및 거의 모든 것과 무서운 반응을 보입니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-potassium_alloy
원자력 산업의 냉각에도 동일한 합금이 사용됩니다.
답변4
이런 종류의 일은 상당히 위험할 수 있으며 집에서 시도하는 사람에게는 주요 안전 문제인 것처럼 보입니다. 따라서 진지하게, 이 반응은 가정적인 것입니다. 집에서 이런 것을 시도하지 마십시오.
@uDev의 답변당신이 주로 다음 두 가지에 관심을 갖고 있다는 것이 맞습니다.
열 전도성: 열 에너지(열)가 물질을 통해 이동하는 속도입니다.
열용량: 물질이 보유할 수 있는 열 에너지(열)의 양(이 경우 더 이상 흡수할 수 없을 만큼 뜨거워지기 전)입니다.
물은 열용량이 매우 높기 때문에 종종 훌륭한 냉각수입니다. 즉, 데우기 위해서는 상대적으로 많은 양의 열이 필요합니다.
즉, 다른 답변 중 일부는 이 경우 열용량이 얼마나 중요한지 과대평가했다고 생각합니다. 문제는 우리가 실제로 정해진 양의 냉각수를 가열하는 것이 아니라는 것입니다. 대신에 냉각수는 지속적으로 흐르기 때문에 우리가 기본적으로 우려하는 점은 다음과 같습니다.
- [열용량] * [유량].
따라서 열용량이 낮은 냉각수를 선택하면 냉각수 유량을 합리적인 한도까지 증가시켜 차이를 보상할 수 있습니다. 예를 들어 유체 흐름의 마찰열이 문제가 되거나 흐름 압력으로 인해 기계적 결함이 발생하는 경우 손상.
그래서,예, 원칙적으로 액체 금속의 더 큰 열전도율은 일부 설계에 도움이 될 수 있습니다.
실질적인 제한은 냉각 루프가 냉각 메커니즘에서 단 하나의 열 저항 소스만 제공한다는 것입니다. 따라서 매우 낮은 유효 열 저항을 갖도록 최적화된 경우에도 전체 시스템의 열 저항은 CPU와 열 교환기의 열 저항에 의해 계속해서 유지될 수 있습니다.