Beeinflusst die Farbe eines Kühlkörpers seine Leistung bei der Wärmeableitung?


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Ich weiß, dass es Kühlkörper in verschiedenen Rippenformen gibt, und diese verschiedenen Rippenformen wirken sich auf die Art und Weise aus, wie sie Wärme ableiten. Es gibt jedoch etwas, das ich nicht verstehen konnte, und es ist ihre Farbe.

Kann jemand erklären, wie sich Farbe auf einen Kühlkörper auswirkt, wenn er Wärme abgibt? Komplexe Erklärungen sind willkommen, da ich sehr neugierig auf diese spezielle Angelegenheit bin.


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Ich denke, die Frage ist, woher die Farbe kommt. Wenn es sich um das natürliche Material handelt, ist die Frage, wie es sich verhält. Wenn der Kühlkörper jedoch eine Farbe hat, würde ich mir Sorgen um die Leitfähigkeit des Lacks machen. Es ist also egal, aber sprühen Sie nicht Ihre Farbe schwarz, um cool auszusehen
Andrey

@Andrey, Kühlkörper werden normalerweise anodisiert. Gleiches gilt für hochwertige Fahrradrahmen.
Vorac

Antworten:


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Ich vermute, es ist unwahrscheinlich, obwohl es davon abhängt, was Sie unter Farbe verstehen. Es gibt drei grundlegende Arten der Wärmeübertragung für jedes Material, und nur eine davon wird direkt von der Farbe beeinflusst.

Die Wärme wird durch Wärmeleitung von der Wärmequelle auf den Kühlkörper und von dem Kühlkörper auf die Luft übertragen. Die meisten Kühlkörper bestehen aus Kupfer (schwer und relativ teuer) oder Aluminium - und Kupfer bleibt in der Regel naturbelassen, und Aluminium hat entweder eine naturbelassene klare Al 2 O 3 -Beschichtung oder ist eloxiert und gefärbt. Für die Leitung ist eher Material als Farbe wichtig.

Konvektion ist die Bewegung von Wärme durch die Bewegung von Luft. Während die passive Kühlung dies einfach nutzt, können Sie den Wirkungsgrad erhöhen, indem Sie die Oberfläche vergrößern (weshalb Kühlkörper gerippt werden) oder indem Sie Luft mit erzwungener Konvektion blasen, um die Wärme abzuführen. Während Luft kein guter Leiter ist, wird durch Konvektion in der Luft vom Auto bis zum Kühlkörper alles gekühlt. Dies ist sehr effizient und hängt nicht wirklich von den Materialeigenschaften des Kühlkörpers oder der Farbe ab.

Strahlung ist ... ehrlich gesagt schrecklich, wenn es darum geht, Wärme zu übertragen, es sei denn, Sie befinden sich in einem Vakuum (es saugt auch ein Vakuum an, aber es kann nicht zu Wärmeleitung und Konvektion kommen). Es wird durch die Oberflächenfarbe beeinflusst.

In der Praxis ist ein gefärbter Kühlkörper nur für das Aussehen bestimmt und beeinträchtigt die Kühlung weniger als die Oberfläche, den Luftstrom, das Material und den Kontakt zwischen der Wärmequelle und dem Kühlkörper.


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Strahlung ist in Luft fast so effizient wie im Vakuum. IOW, im Vakuum ist es immer noch schrecklich. Aber Konvektion und Leitung sind weitaus schlimmer. Aus diesem Grund verwenden Thermosflaschen ein Vakuum zur Isolierung.
MSalters

ja, das ist wahr. Bearbeitet meine Antwort, um das zu reflektieren.
Geselle Geek

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Eine geeignetere Formulierung wäre "Strahlung ist bei der Wärmeübertragung schrecklich, außer bei sehr hohen Temperaturen ". Der Grund dafür ist, dass die Wärmeleitung so gut wie nur mit einer Leistung proportional zur Temperaturdifferenz ( P ∝ Δ T ) abfällt , während die Strahlungsleistung, die ein Schwarzkörper abgibt, proportional zu T⁴ ist ! Zum Kühlen von extrem heißen Gegenständen ist Strahlung daher sehr effektiv. Wir nennen es in solchen Fällen normalerweise nicht Kühlung , sondern betrachten die Sonne: einen riesigen Kernreaktor, der gekühlt werden muss. Wie im Vakuum? Strahlung!
links um 08.11.13 Uhr

Ach, es ist Jahre her und meine Physik ist verrostet.
Geselle Geek

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Nicht sehr relevant, aber als Kind besuchte ich die Edwards Air Force Base und sah eine X-15. Ich fragte die Anleitung, warum es schwarz gestrichen wurde, wenn Schwarz Wärme absorbiert. Er hat ja gesagt, aber es strahlt es auch sehr gut aus. Ich bin sicher, es gibt andere gute Gründe, warum es vielleicht schwarz war, aber ...
Joe

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Dieser Wikipedia-Artikel enthält einige Informationen / Diskussionen darüber. Ich wiederhole hier nur einige Links. Für die vollständige Diskussion können Sie sich den Artikel ansehen.


Kühlkörperfarbe

Von http://www.radianheatsinks.com/support/faqs.html

Wie wirkt sich die Farbe eines Kühlkörpers auf seine Wärmeleistung aus?
Bei natürlicher Konvektion erzielt ein schwarzer oder dunkler Kühlkörper eine um 3% bis 8% bessere Leistung als ein Aluminiumkühlkörper in seiner natürlichen silbernen Farbe. Dies liegt daran, dass dunkle Farben Wärme effizienter abstrahlen.

Bei Anwendungen mit forcierter Luft erhöht die Oberflächenfarbe die Leistung eines Kühlkörpers aufgrund der erhöhten Konvektion nicht. Die Farbe würde nur kosmetische Vorteile bieten.

Von http://www.globalwinusa.com/faqs/heatsink/color.html

Beeinflusst die Farbe des Kühlkörpers die Wärmeableitung?

Schwarz ist der beste Wärmekörper, wenn es darum geht, Absorber oder Emitter zu sein. Nehmen wir eine Vakuumsituation an, wenn die Oberfläche "A" eines schwarzen Kühlkörpers bei T1 (Temperatur 1) vollständig von einem anderen schwarzen Körper bei T2 (Temperatur 2) bedeckt ist, würde der schwarze Kühlkörper die Energie von einem anderen schwarzen Körper bei Reflexion reflektieren lassen Energieanzeige (T14-T24), die wir "Stefan-Boltzmann-Gesetz" der Wärmestrahlung nennen, bezieht sich hier auf Stefan Boltzmann-Konstante, sie ist 5,6697 x 10 & supmin; & sup8; W / m² · K4. Daher ist T1 die Temperatur, die vom schwarzen Kühlkörper auf die CPU übertragen wird, T2 die Umgebungstemperatur um die CPU. Wenn also T14-T24 ein positiver Wert ist, wissen wir, dass Schwarz der beste Wärmeableitungstransistor ist, da sich im PC-Gehäuse keine Wärmequelle um die CPU befindet.

Von http://www.bcae1.com/heatsink.htm

Malen Sie keinen Kühlkörper an. Die meisten Kühlkörper sind aus eloxiertem Aluminium. Das Malen eines Kühlkörpers (besonders wenn es sich um einen dicken Anstrich handelt) ist wie das Auflegen einer Decke auf den Verstärker. Wenn Sie den Kühlkörper unbedingt lackieren müssen, verwenden Sie einen möglichst leichten und dünnen Anstrich.


Wann müssen Sie unbedingt einen Kühlkörper lackieren?
Marcks Thomas

Ja, das fand ich auch lustig. Vielleicht, wenn Sie eine (benutzerdefinierte) Glasvitrine haben;) Aber anscheinend gibt es Systembauer, die dies tun möchten. Gründe reichen von der Nichtverderbung des "Looks" wie hier bis zur Beschichtung mit einer Emissive-Beschichtung wie hier .
Rik

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In einem absoluten Sinn, ja, es wird es beeinflussen, weil ein schwarzer Kühlkörper mehr Umgebungsstrahlenergie absorbiert als ein weißer. Je mehr Energie Sie in den Kühlkörper gelangen, desto mehr müssen Sie abführen ...

Ist dies nun im Rahmen der CPU / GPU-Kühlung messbar? IDK vermute ich nicht.

Darüber hinaus haben Sie in einer Situation, in der Sie über genügend Strahlungsenergie verfügen, um einen spürbaren Unterschied zu bewirken, wahrscheinlich größere Probleme als ein schwarzer Kühlkörper ... wie das Lagerfeuer in Ihrem Gehäuse.


Wenn Sie nicht über eine Tonne interner Lichtquellen oder ein Fenster in Ihrem Gehäuse verfügen, wird nicht so viel Umgebungsstrahlenergie vorhanden sein. Vielleicht vom GPU-Lüfter, aber die meiste Umgebungstemperatur würde diejenige sein, die der Kühlkörper bereits soeben ausgesendet hat, bis zu dem Punkt, an dem ich bezweifle, dass etwas in oder um das Gehäuse mehr Umgebungsstrahlenergie aussendet als der Kühlkörper selbst.
Nzall
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