Проектируем тепловую трубу...

[SashaNetrusov]

....всё более и более часто используется в компьютерах.
Известно , что тепловая труба передаёт тепло чуть ли не в тысячу раз эффективнее меди.
Задача - эффективно передать тепло с площади примерно 1квсм транзистора на пощадь в десятки раз больше радиатора на задней стенке корпуса.

Видится такая конструкция:
1.Берётся медная пластина толщиной примерно 5мм, которую собираемся прикручивать на заднюю ребристую стенку корпуса.
2.Берём полоску жести шириной 5-10мм и припаиваем оную торцом ввиде некоего замкнутого заборчика на медную пластину примерно по её периметру, оставляя место для дырок под крепёж в углах пластины. При этом к нижней части пластины "заборчик" сходится как бы конусом.
3.Сверху заборчика припаиваем кусок жести, создавая тем самым замкнутый объём над медной пластиной.
4.Транзистор припаиваем к жести в нижней её части, где сходится под углом заборчик.
5. Через отверстие в жести заливаем жидкость, например спирт, примерно на оду треть замкнутого объёма и запаиваем отверстие.
6. Прикручиваем пластину к задней ребристой стенке.

Идея понятна, спирт внизу вскипает от транзистора. Конденсирутся на медной пластине вверху и стекает обратно к транзистору.

Будет работать?
Какая будет критика и дополнения?

Выбор жидкости. Нужно ли какое нибудь смачивающее покрытие во внутренней части пластины, или и так будет работать? И т.д и т.п...
Каков ожидается эффект?

[korolkov24]

Стабилизация возможна при избыточной эффективности радиатора. Если применить систему ТТ-радиатор, с температурой начала работы, например 60 градусов, то стабилизация произойдёт при этой температуре, до момента, когда радиатор будет не способен рассеять тепло.

До 60 градусов на радиаторе.

[SashaNetrusov]

Любая система должна быть расчитаня на некую максимальную мощность рассеивания.

[Fenyx]

и понятно что с кристалла процессора снять тепло попроще, мягко выражаясь.
Еще раз повторю не надо подробных расчетов, просто пару цифр.

Мягко выражаясь, с чего бы это попроще? Скорее потяжелее именно из-за бОльшего (в десятки раз) размера самого кристалла. Есть такое понятие - внутренний перегрев.
Чтобы сообщить "пару цифр" их надо откуда-то взять и если не с потолка, то надо подробно рассчитать, а на это лично у меня времени нет. Я вообще не собирался делать усилитель с ТТ, только хотел опровергнуть неграмотные умозаключения -чтобы других не смущали.

Да что практически невозомжно сделать на коленке это понятно, тут и теория непростая и практика.

Сделать-то как раз можно, а вот спроектировать - пока нет. Это то же самое как с акустикой. Что делали самодельщики 20 лет назад? Брали какие-то динамики - чем больше (числом и размером), тем лучше. Без всякого рассчета вставляли их в ящики (тоже чем больше размер - тем лучше) и запихивали внутрь побольше ваты, чтоб хоть как-то сгладить горб на ачх. Результат был соответствующий. А сейчас такое море программ, проектирование (по крайней мере нч звена - акустического оформления по заданным параметрам динамика) как 2 пальца - ошибиться так, как это происходило во времена оные просто невозможно. Вероятно у тех, кто непосредственно занимается теплотехникой есть какие-то проги для тепловых труб, но у нас их нет, иначе и разговора бы не было.

Значит с 4-ех транзисторов мы соберем мощность в 4 раза больше чем с одного и ее необходимо будет рассеять радиатором , ну тупо если то тоже в 4 раза большей эффективности, чем для одного.

Улис, во всем посте ни капли логики, ни смысла вообще нет. Признайся - ты так чисто потусить пришел, верно?

А если к замкнутому объёму через трубочку прикрутить воздушный шарик?

не понял идеи. объясни полностью.
То про что говорил я на самом деле очень просто. Труба вакууммируется не полностью, а оставляется часть газа. Сколько - вопрос, конечно, интересный...

То есть трубка, если с нее не рассеивать то тепло

Улис, да ты тролль! Как это не рассеивать, если мы как раз это и будем делать?

Даже если сделать не одну трубу, а две - одну приточную и одну отточную, разделить их клапанами

Это и есть пример убогой конструкции. Отдельные трубки для жидкой и газовой фаз уже придумали гораздо раньше вас. А клапана там просто не нужны.

Т.к. обычный комповый кулер (без ТТ) имеет такое же тепловое сопротивление.

Он его и имеет, потому что он обычный радиатор. Кто не в танке давно в курсе, что низкая эффективность радиатора напрямую связана с тем, что от точки нагрева, до концов ребер радиатора (особенно по краям) слишком большое расстояние, от этого сопротивление и высокое и сколько б вы не увеличивали размер радиатора, лучше не будет - термосопротивление будет только приближаться к предельному значению (сильно отличному от нуля!). А ТТ дает возможность как бы развернуть источник тепла на бОльшую площадь.

с кристаллами сразу приклеенными к серебряной трубе с фланцами, и лучше с внутренней стороны трубы.

Зачем? Можно взять транзюк в металлическом корпусе, спилить верх, а вместо него напаять трубу такого же диаметра - вот и все, кристалл будет греть саму жидкость, а рассеиваться на площади в 100 раз больше.

...Эх, маугли, ты можешь достать кого угодно.
Посмотрю в одной книженции - вроде там про рассчет тт есть. Если есть сделаю предварительный рассчет в экселе - выложу что выходит.

[Yury Novikov]

Это и есть пример убогой конструкции. Отдельные трубки для жидкой и газовой фаз уже придумали гораздо раньше вас.

Причем тут вообще я? Фенух, вы о холодильниках что-нибудь когда-нибудь слышали? Так вот то что тут обсуждается это принцип холодильника. Они бывают без калапанов, с клапанами, с компрессорами, без компрессоров и пр и пр. Обсуждаемая ТТ это один из примитивных и убогих вариантов конструкции абсорбционного холодильника. С двумя трубами это просто более продвинутая конструкция. Но мое мнение, что вся эта затея с ТТ (как и со всеми другими холодильниками) в усилителе это просто параноидный бред (есть такая его разновидность - бред изобретательства ), "пиление крышек у транзисторов" из этой же серии.

И по поводу уже надоевшего муссирования тут пресловутой "термостабилизации с помощью ТТ". Кто-нибудь когда-нибудь о правилах термодинамики слышал? Похоже никто не слышал.

[SashaNetrusov]

.... порылся дома в шкафчике и откопал пару стареньких справочников по физике. А там по крайней мере для воды и спирта все необходимые цифирьки нашлись. Так вот, что получается :
чтобы обеспечить передачу 1вт энергии необходимо испарять 0.00044 грамм воды в секунду, или 0.0012 грамм спирта в секунду. Если мы имеем 50см куб. объёма пара в жёстком пространстве, то изменение рассеиваемой мощности на 1вт приведёт к изменению давления на 1% для воды или 1.45% для спирта. А это соответствует увеличению температуры кипения на 0.26оС для воды и на 0.3оС для спирта.
Т.е. для 50 куб см жёсткого объёма мы имеем всего дополнительных порядка 0.3 оС/вт дополнительного термосопротивления к сопротивлению переход-корпус за счёт изменения давления. А если сделать объём гибким, то и того меньше. При таких относительных изменениях количества пара на 1вт мощности это не трудно реализовать. И пузыря не нужно.
Попробуйте получить 0.3оС/вт от алюминиевой железяки. Потребуется такое мощное обдувалово для каждого транзистора!......

Добавлено через 10 минут
Так что термостабилитрон для транзистора на испарителе вполне реальная вещь!

[Yury Novikov]

Попробуйте получить 0.3оС/вт от алюминиевой железяки. Потребуется такое мощное обдувалово для каждого транзистора!......

по второму кругу...

Чтобы охладить горячий конец трубы, "обдувало" потребуется абсолютно такое же. Нет никакой разницы.

[Walter]

Насчет расчета ТТ. А нужно ли? Теплопроводность всеравно будет на порядок лучше, чем у меди. Сечение трубы-по аналогии с ПК.

Сам давно собираюсь зделать что-то подобное для видеокарты. У меня злой рок- любой вентилятор на ней начинает шуметь через месяц. Готовую систему брать по стоимости превышающей теперюшнюю стоимость видео- нуегонах.

Вот несколько мыслей по конструктиву
- ребра- есть отличные заготовки. Достаточно перейти на баночное пиво.
- теплосьемник- тут я разжился отличной медной питающей шиной.
- жидкость- вода или аммиак(или их смесь из аптеки, только х.з. как скажеться на результате)

У меня осталась пару вопросов. Тубки в какой области жизнедеятельности желовека искать. И вакуум, туды его, "на коленке" как?

[Ulis]

Феникс, если не обращать внимания на то, что он хам, предлагает другое :
Не теряя на всяких прокладках в виде подложек и стенках трубок передавать тепло от кристалла прямо рабочему телу залив им кристалл,
забыв при этом, что теплопередача будет осуществлятся только в тонком пограничном слое жидкости.Поскольку кипения нет, а следовательно нет и конвекции (активного перемешивания теплоносителя то нету), которая в данном случае существенно повышает скорость отбора тепла от кристалла в теплоноситель.А произойдет это потому , что ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ у металлов на ПОРЯДКИ выше, чем у жидкого рабочего тела которое используется в ТТ.

Медь 401 Вт/м*К
Спирт 1.76 Вт/ь*К

А для того, что бы улучшить ситуацию и необходим станет термоинтерфейс между теплоносителем и кристаллом, да хоть в виде подложки с развитой поверхностью.

Ту Феникс - Вот так дядя.

[SashaNetrusov]

Чтобы охладить горячий конец трубы, "обдувало" потребуется абсолютно такое же. Нет никакой разницы.

........ я гонюсь не за абсолютным значением передаваемой мощности, а за постоянством температуры корпуса транзистора, т.к. внутри корпуса транзистора я изменить ничего не могу. Разве что немного сточив медное основание. Важно какое термосопротивление подключается к термосопротмлению переход-корпус. Дабы приращение передавемой мощности давло как можно меньшее приращение температуры на кристалле.
И то что передача мощности на всю поверхность радиатора, а не на 1 его кв.см тоже снижает его термосопротивление уже не раз говорилось.....

[Fenyx]

бсуждаемая ТТ это один из примитивных и убогих вариантов конструкции абсорбционного холодильника.

И близко не похоже. Абсорбция (аммиака) и фазовый переход - два совершенно разных физических эффекта, соответственно холодильники на разных физ эффектах не могут быть разновидностими друг друга. Тем более что ТТ - это и не холодильник вовсе.

Т.е. для 50 куб см жёсткого объёма мы имеем всего дополнительных порядка 0.3 оС/вт дополнительного термосопротивления

Рассчет некорректен в данном случае. Повышение температуры кипения к термосопротивлению не имеет отношения.
Просмотрел я, значит "процессы и аппараты..." - там очень много про разные теплообменники, а про ТТ всего одна страница, причем никаких рассчетов там не обсуждается. В общем, если считать обычную ТТ, то ее термосопротивление складывается из:
- сопротивления корпус транзистора - корпус ТТ (фактически это сопротивлениепрокладки или слоя пасты - разузнать параметры легко)
- сопротивления стенки тт (допустим, известна толщина стенки, материал - медь или алюминий, площадь в зоне испарения), по удельным характеристикам из справочника находим сопротивление.
- сопротивление в зоне конденсации - аналогично предыдущему, площадь в десятки раз больше.
- сопротивление ТТ- радиатор (если он оформлен не как часть конструкции ТТ)
- собственное сопротивление радиатора. Для пассивного - 0.1 градус на ватт на метр квадратной площади ребер, при обдуве - 0.033
Все это легко считается, самое сложное заключается в 2х вещах - как рассчитать сечение ТТ? Допустим, мы возьмем усредненную теплопроводность тт на единицу ее сечения, приведем к нужной нам мощности - получится диаметр капиллярного сечения. Но по такому диаметру нужно передавать два встречных потока - газа и жидкости, а для жидкости еще капилляр нужно поместить. Значит нужно брать такой диаметр, который будет сопоставим с размерами зоны испарения (зачем лишняя толщина, если она не участвует в теплосъеме и зачем меньшая - тогда часть корпуса транзистора охлаждаться не будет?!). Это на пальцах получается, но думаю сойдет.
А второе - это капилляр. О том сколько он может перенести объема в единицу времени нам ничего не известно, кроме того, что трубки с капилляром реально работают. Если есть возможность, то можно откопать первоначальный патент по ТТ, там можно было бы поглядеть... Из данных SashaNetrusov (см выше пост #65) для спирта нужно перекачивать всего 0,12г спирта в секунду для передачи 100Вт тепла. Интуитивно видно, что это совсем мало и фитиля достаточно. Кстати, пришла в голову мысль как измерить производительность фитиля. У меня спиртовка есть, надо залить спирту отмеренное количество, поджечь и посмотреть сколько времени гореть будет - длина, сечение фитиля и перепад высот известны, можно рассчитать минимально необходимое сечение для интересующей мощности.
И вот, страница из Дытнерского о ТТ. Обратите внимание на мощности и особо на сферу применения!

[pupsik46]

Наконец нашел фотки "Estonia 35-016C" 91 первого года. А усилитель сам барахло - пласмасса и гадские микросборки.

[SashaNetrusov]

Рассчет некорректен в данном случае. Повышение температуры кипения к термосопротивлению не имеет отношения.

Повышение температуры кипения - повышение температуры корпуса транзистора на увеличение передаваемой мощности на 1вт. К аналогичному эффекту привело бы простое размещение транзистора на радиатор с термосопротивлением транзистор- среда 0.3 оС/вт.

Добавлено через 47 минут

У меня осталась пару вопросов. Тубки в какой области жизнедеятельности желовека искать. И вакуум, туды его, "на коленке" как?

Водоснабжение. Медные трубы и всякие там патрубки......
Припаиваеш кусок медной шины к патрубку загнутому на 90град, к другому концу ещё кусок трубы, которую через крышу системника напрявляеш вверх. На конец трубы насаживаеш (или напаиваеш) радиатор. Через открытый конец вливаеш ацетончику на 1/3 объёма. Конец запаиваеш. Готово. Вид системника с трубой конечно экзотика, зато....

Добавлено через 1 минуту
Вакуум можно не делать. Темп. кипения ацетона и так подходящая.....

Добавлено через 16 минут
.... Если медь в корпусе ТО247 вытравить например в хлорном железе, то получим практически полный контакт кремния с кипящей жидкостю. Термостабильный транзистор то биш......

Добавлено через 1 час 34 минуты

Вот порядок бы величин хотя бы определить.

Если хотим иметь тепловые искажения на уровне 0.1%, то для повторителя напряжения на биполярах для уровней напряжения 20-30В - изменеие температуры перехода 10-15оС, если для MOSFET то раза в три меньше.

[Fenyx]

Наконец нашел фотки

Фсе уже готово - надо только из эстонии выдрать и пользоваться.

[Alex_A_V]

SashaNetrusov

...... с вентилляторами...

Дело не в том с вентиляторами или нет, дело в том что оно велико.
korolkov24

Стабилизация возможна при избыточной эффективности радиатора.

Да. Причем с ТТ мы можем использовать площадь более эффективно.
Fenyx

Он его и имеет, потому что он обычный радиатор. Кто не в танке давно в курсе, что низкая эффективность радиатора напрямую связана с тем, что от точки нагрева, до концов ребер радиатора (особенно по краям) слишком большое расстояние, от этого сопротивление и высокое и сколько б вы не увеличивали размер радиатора, лучше не будет - термосопротивление будет только приближаться к предельному значению (сильно отличному от нуля!). А ТТ дает возможность как бы развернуть источник тепла на бОльшую площадь.

Да все это понятно, что ТТ позволяет как бы увеличить площадь контакта, в принципе в этом и есть ее отличие от классических радиаторов и почему собственно SashaNetrusov и хочет ее использовать.

Мягко выражаясь, с чего бы это попроще? Скорее потяжелее именно из-за бОльшего (в десятки раз) размера самого кристалла. Есть такое понятие - внутренний перегрев.

Я конечно не спец в механизмах теплообмена, но как то вот так, по-простому кажется что чем больше площадь контакта, тем проще снять тепло...
SashaNetrusov

Если хотим иметь тепловые искажения на уровне 0.1%, то для повторителя напряжения на биполярах для уровней напряжения 20-30В - изменеие температуры перехода 10-15оС, если для MOSFET то раза в три меньше.

Ну допустим градусы мы определили, а со временем то как. Т.е. как быстро мы должны "отигрывать" эти изменения. Это я так понимаю делать надо быстро?

[SashaNetrusov]

Ну допустим градусы мы определили, а со временем то как. Т.е. как быстро мы должны "отигрывать" эти изменения. Это я так понимаю делать надо быстро?

Тепловые искажения проявляются до часто несколько сот Гц. Чуть ли не до килогерца. Чем более высокочастотней транзистор тем выше полоса....
Чем короче расстояние до термостабильной среды (кипящая жидкость) тем лучше..... Обычные радиаторы вообще не катят...

[scarp]

Walter,
Вот вроде реальное предложение по трубкамhttp://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?t=286662

[GiGaNT]

http://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?t=99126 Даже получше будет =) Основной смысл трубки это сделать мааааленький кристал бооольшим по площади, а далее охлаждать. Делается трубка элементарно, я в своё время игрался(и работало) пока на воду на компе не перешёл.
Сейчас сам думаю как класс А охладить с наименьшими затратами (хотя выхода в ТТ не вижу в моём случае).