دراسة حول المشتت الحراري .

هانى الساحر · #1 27-06-11, 06:43 AM

المشتت الحراري هو عبارة عن قطعة معدنية مصممة بطريقة معينة يوضع على سطح المعالج حيث يقوم بنقل الحرارة من المعالج إلى المشتت ثم إلى الهواءالخارجي المحيط بالمشتت .
كلما كان معدل نقل الحرارة من سطح المعالج إلى المشتت أكبر كلما زادت كفاءة التبريد .
ولكي يتم ذلك يجب أن يكون كل من سطح المعالج و قاعدة المشتت متلامسان تماما
لكن هذا لا يحدث لان هذه الأسطح غير مصقولة تماما حيث يوجد فيها بعض الفراغات و الشقوق الدقيقة التي لا ترى بالعين المجردة و هي تحتوي على الهواء الذي لا يعتبر ناقلاً جيداً للحرارة و بالتالي تقلل من كفاءة نقل الحرارة بين المعالج و المشتت لذلك يتم استعمال ما يسمى بالمعجون الحراري ليقوم بملء هذه الفراغات و الشقوق بحيث يؤمن أفضل تلامس بين سطح المعالج و قاعدة المشتت و يؤمن بالتالي نقل أمثل للحرارة من المعالج إلى المشتت و يساعد على خفض درجة حرارة المعالج
بالتالي تكون وظيفة المشتت هي امتصاص الحرارة من المعالج و عن طريق مروحة مركبة أعلى المشتت يتم ضخ الهواء على جوانبه لتبريده
و كلما كان ضخ الهواء أكبر كلما برد سطح المشتت أكثر و امتص قدراً أكبر من حرارة المعالج
و كلما كان المشتت أكبر كلما أمن ذلك امتصاصاً أكثر للحرارة و توزيعها على المشتت أكثر

و يبين الرسم السابق كيفية عمل المشتت
حيث أن الحرارة المنبعثة من المعالج هي باللون الأحمر و الهواء الذي يتم ضخه من المرحة باللون الأزرق
نستخلص مما سبق أن المشتت هو العنصر الأهم في عملية التبريد
في المعالجات القديمة كان يتم الاعتماد على المشتت فقط بدون أي وسيلة تبريد إضافية
و لكن مع تطور المعالجات و ازدياد سرعتها و ترددها أصبح من الضروري تزويد المشتت بوسيلة ساعدة لتبريده فتم تزويد المشتت بالمراوح

و تعتمد كفاءة نقل الحرارة من المعالج إلى المشتت إلى الهواء الخارجي على المعدن المصنوع منه المشتت
لذلك عندما نريد أن نشتري مشتت حراري علينا أن نراعي ما يلي
المعدن المصنوع منه المشتت
شدة صقل قاعدة المشتت
حجم المشتت الخارجي

أولا
المعدن المصنوع منه المشتت
من المعلوم للجميع بأن المعادن تختلف فيما بينها من حيث قدرتها على نقل الحرارة
و من المعادن المستخدمة بكثرة في صناعة المشتتات
الألمنيوم و النحاس و الفضة

الألمنيوم :

وهو الأكثر انتشارا و استعمالاً و ذلك لانخفاض سعره و توفره بكثرة و خفة وزنه و سهولة تشكيله

النحاس :

نتيجة لتطور المعالجات و ازدياد سرعتها و بالتالي ازدياد حرارتها تم الانتقال إلى النحاس و ذلك نظراً لكونه أكثر قدرة على نقل الحرارة من الألمنيوم

الفضة :

فهو أفضل من النحاس و الألمنيوم و لكن من المعلوم أن سعر الفضة غالي

نلاحظ أن بعض شركات تصنيع المشتتات عمدت إلى دمج النحاس مع الألمنيوم و ذلك بجعل قاعدة المشتت من النحاس و باقي المشتت من الألمنيوم

توقيع هانى الساحر

:: متوقف ومعتزل لكافة اعمال الصيانة ::

هانى الساحر

ثانياً
طبيعة صقل قاعد المشتت
من المعروف أن صقل سطح معدن ما هو أن يصبح هذا السطح أملساً
و لهذا الصقل درجات
فكلما كان الصقل لقاعدة المشتت أفضل كلما كان التلامس بينها و بين سطح المعالج أفضل

في الصورة السابقة يمثل اللون الأزرق قاعدة المشتت و الأحمر يمثل سطح المعالج
نلاحظ أن التلامس بين السطحين غير تام و غير متكامل
و تكون نسبة التلامس معتمدة على نسبة الصقل لسطح المعدن
فشدة الصقل في الصورة الأولى مختلفة عن الثانية
نلاحظ أن الصورة الثانية تمثل صقلا أفضل للسطوح

ثالثاً
حجم المشتت
إذا أردنا أن نؤمن التبريد لغرفة مساحتها 5*5 أمتار
و جلبنا جهازي تبريد أحدهما كبير و الأخر صغير أيهما يؤمن التبريد أسرع
طبعاً الكبير
حسنا
لو سكبنا قليلاً من الطعام الساخن في وعاء كبير و تركنا الباقي في القدر أيهما يبرد أسرع
طبعا المسكوب في وعاء كبير و ذلك لأن الهواء المعرض له الإناء أكثر
كذلك المشتت الحراري كلما زادت مساحته كلما زادت كفاءته و أدى ذلك إلى انتشار أكثر للحرارة
نلاحظ أن المشتتات غالبا ما تكون مصنوعة على شكل قاعدة و عليها شفرات كلما كانت الشفرات أكثر كلما كان أداء المشتت أفضل و ذلك لأن انتشار الحرارة منها سيكون أسرع و أكثر نتيجة لضخ الهواء البارد عن طريق المروحة من خلالها

أخيرا
علينا أن نراعي عند شراء المشتت ما يلي
أن تكون قاعدة المشتت مصنوعة من النحاس
أن يكون سطحه أملساً بشكل فائق أن مصقولاً بعناية مثل المرآة
أن يكون المشتت كبيراً و عدد الشفرات كثير

مروحة التبريد المثبتة على المشتت
ذكرنا سابقاً أن المشتت يلزمه مروحة لضخ الهواء خلال شفراته لتبديد الحرارة الممتصة من المعالج
و بالتالي كلما كان عدد شفرا ت المروحة أكثر و كلما كان قطرها أكبر كلما كانت عملية ضخ الهواء ضمن المشتت أكبر و كانت عملية تبديد حرارة المشتت الممتصة من المعالج أكثر و كان دخول و خروج الهواء أسرع
لذلك يجب الانتباه عند شراء المشتت إلى مروحته حيث تكون
• تتناسب مع حجم المشتت و ذكرنا سابقا أن يكون المشتت كبيراً و بالتالي قطرها كبير
• عدد الشفرات يتناسب مع حجم المروحة

• سرعة دوران المروحة كلما كبر عدد لفات المروحة كلما كان كميه الهواء الداخلة والخارجة اكبر وبالتالي شفط أو طرد سريعين للهواء
• أن تكون المرحة ذات ثلاثة أسلاك للتوصيل حيث يكون السلك الثالث هو عبارة عن حساس لسرعة دوران المروحة و يؤمن معلومات عن سرعة دوران المروحة للبيوس
• عندما تشتري مروحة ما فستجد مكتوب عليها معدل الإزعاج ويقاس بالديسيبل
كلما قل معدل الإزعاج كلما كان صوت المروحة أخفض وبالتالي تستمتع بالجهاز بدون سماع صوت المراوح

المعجون الحراري

ذكرنا سابقاً أنه تم الاستعانة بالمعجون الحراري ليقوم بملء الفراغات و الشقوق بين قاعدة المشتت و سطح المعالج و ذلك اعتماداً على درجة صقل المعدن بحيث يؤمن أفضل تلامس بين سطح المعالج و قاعدة المشتت و يؤمن بالتالي نقل أمثل للحرارة من المعالج إلى المشتت هو معجون مكون من مواد معدل التبادل الحراري فيها عالي توضع بين سطح المعالج الذي يصدر الحرارة وبين المشتت
مهمتها نقل الحرارة من السطح الساخن إلى السطح البارد ثم إعادة البرودة إلى سطح المعالج حتى يتم تبريده

وطريقه وضعه هي بوضع نقطه بحجم حبه الرز أو خط في وسط المعالج ثم تركيب المشتت فوق المعالج

ويراعى عدم تحريكه كثيرا حتى لا يدخل الهواء بين المعجون والمعالج فلا يؤدي عمله بالشكل المطلوب
وإذا استعملت نوعية جيدة من هذا المعجون لا شك أنها ستدعم أفضل أداء ممكن في عملية التوصيل
وللتخفيف على المستخدمين أصبح كثير من مصنعي المشتتات الحرارية يضعون ما يشبه المعجون الحراري في المعمل على قاعدة المشتت وهو ما يسمى بالقاعدة الحراريةThermal Pad والمشتتات الرخيصة غالباً ما تحتوي هذه المادة الرمادية المكونة من الرصاص والجرافيت

لاحظ المنطقة الرمادية

وعند تغييرالمعالج يجب تبديل المعجون الحراري ولا يجدر في أي حال من الأحوال
عند شراء مشتت جديد يجب أن لا نضع معجون حراري على قاعدته في حال كانت قاعدته مزودة بما يسمى القاعدة الحرارية أي كان موجود على القاعدة معجون من المعمل لأن ذلك سيؤدي إلى تكون طبقة سميكة من المعجون و التي بدورها لن تسهم في نقل الحرارة بين سطح المعالج و قاعدة المشتت
على العكس ستؤدي إلى عزل نوعاً ما و بالتالي زيادة حرارة المعالج
لذلك علينا عند تبديل المعالج أو المشتت إزالة المعجون القديم و تتم عملية الإزالة باستخدام بعض المواد الخاصة التي تباع لهذا الغرض مثل ArctiClean و Tuniq TR-1
أو في حال عم توفرها يستعمل الكحول الايثييلي الطبي وهو رخيص ويباع بجميع الصيدليات
و استخدم قطعة من القماش النظيف المصنوعة من القطن لمسح كل من سطحي المعالج والمشتت
و يجب أن يكون المعجون تتوفر فيه الشروط التالية
• قدرته على ملء الشقوق والفتحات بين سطحي المشتت والمعالج وتكوين طبقة متساوية
• قدرته على الالتصاق
• أن يحافظ على تماسكه عند درجات الحرارة المختلفة
• أن لا يجف سريعا ولا يتفتت
• أن يكون غير موصل للتيار الكهربائي
• أن يعمل بكفاءة لمدة طويلة
• أن يكون مرن و ناعم لكي يسهل فرده (درجة اللزوجة)
من أشهر المعاجين الموجودة في الأسواق يعتمد على أكسيد الألومونيوم كمادة موصلة وينصح به دائما

ملاحظة
بعض المعاجين تحتاج لفترة معينة لكي تعطي أفضل نتائجها بعد وضع المعجون( TimeCure) مثل المعاجين المعدنية وكمثال لها
Arctic Silver 5
يحتاج من10 إلى 200ساعة

المواد المستخدمة لصنع المعجون الحراري
يحتوي المعجون على واحد أو أكثر من المواد الموصلة للحرارة:
• معجون سيراميكي: وهو عبارة عن بودرة السيراميك مذابة في مادة سيلكونية سائلةاوجيلاتينية(Silicone). أهم المواد السيراميكية المستخدمة هينيترات الألومينيوم وأكسيد الألومينيوم وأكسيد الزنك وثاني أكسيد السليكون. وهذا المعجون هو موصل جيد للحرارة ولون هذا المعالج أبيض مثل لون بودرة السيراميك.

• معجون معدني : وهويحتوي على حبيبات من معادن صلبة مثل الفضة أو الألمنيوم وهذا المعجون موصل للحرارة أفضل من المعجون السيراميكي ولكنه أغلى ثمنا ولكن يعيبه انه موصل للتيار الكهربائي لذلك يجب الحذر عن استعماله بحيث لا يتسرب خارج قاعدة المشتت

• معجون كربوني : وهو يتكون من موصلات كربونية مثل بودرة الألماس أو ألياف الكربون و هذا المعجون هو الأفضل ولكنه أيضا الأغلى ثمنا

• معجون من المعدن السائل : ويكون من معدن سائل مثل الجاليوم ولكنه نادر وباهظ الثمن

أنظمه التبريد السائلة و التبريد بالفريون والنيتروجين السائل
ظهرت الحاجة إلى أنظمه التبريد السائلة بعدما ظهرت بعض القطع التي تتطلب تبريداً خاصاً بسبب حرارتها الزائدة أو بسبب الحاجة إلى كسر السرعة حيث يتم زيادة أداء الجهاز عن طريق رفع إعدادات معينة في الجهاز مما يؤدي إلى زيادة في حرارة المعالج لذلك ظهرت الحاجة إلى أنظمه تبريد أقوى من الأنظمة الهوائية و لها آليتي عمل
•النظام المغلق
هونظام يتكون من رادياتور و مواسير لنقل الماء و سطح يلامس المعالج و مراوح ملاصقه للرادياتور لتبريد الماء

•نظام المضخة
يتكون في الغالب من الماء المقطرمثل الذي يستخدم في رادياتور ومضخة لدفع الماء و رادياتور لتبريد الماء و خزان لحفظ الماء البارد قبل دفعهإلى المعدن الذي يلامس سطح
أما انظمه النيتروجين السائل فهي لا تستخدم بشكل يومي بحكم أنها مكلفه ماديا
و خطرها الشديد على القطع لان النيتروجين السائل
درجه حرارته تقريبا
275
درجه مئوية تحت الصفر

شكر وتقدير الى :: kogerblack :: صاحب هذا الشرح .

أدوات الموضوع
مشاهدة صفحة طباعة الموضوع أرسل هذا الموضوع إلى صديق
انواع عرض الموضوع
العرض العادي الانتقال إلى العرض المتطور الانتقال إلى العرض الشجري

دراسة حول المشتت الحراري .

ركن الهاردوير والصيانة

المشتت الحراري هو عبارة عن قطعة معدنية مصممة بطريقة معينة يوضع على سطح المعالج حيث يقوم بنقل الحرارة من المعالج إلى المشتت ثم إلى الهواءالخارجي المحيط بالمشتت...

هانى الساحر مشرف الاقسام العامة و الإلكترونيات بيانات شركتى: اسم الشركة : مكتب كمبيوتر . التخصص : صيانة عامة هارد وير وسوفت وير .	ثانياً طبيعة صقل قاعد المشتت من المعروف أن صقل سطح معدن ما هو أن يصبح هذا السطح أملساً و لهذا الصقل درجات فكلما كان الصقل لقاعدة المشتت أفضل كلما كان التلامس بينها و بين سطح المعالج أفضل في الصورة السابقة يمثل اللون الأزرق قاعدة المشتت و الأحمر يمثل سطح المعالج نلاحظ أن التلامس بين السطحين غير تام و غير متكامل و تكون نسبة التلامس معتمدة على نسبة الصقل لسطح المعدن فشدة الصقل في الصورة الأولى مختلفة عن الثانية نلاحظ أن الصورة الثانية تمثل صقلا أفضل للسطوح ثالثاً حجم المشتت *إذا أردنا أن نؤمن التبريد لغرفة مساحتها 55 أمتار و جلبنا جهازي تبريد أحدهما كبير و الأخر صغير أيهما يؤمن التبريد أسرع طبعاً الكبير حسنا لو سكبنا قليلاً من الطعام الساخن في وعاء كبير و تركنا الباقي في القدر أيهما يبرد أسرع طبعا المسكوب في وعاء كبير و ذلك لأن الهواء المعرض له الإناء أكثر كذلك المشتت الحراري كلما زادت مساحته كلما زادت كفاءته و أدى ذلك إلى انتشار أكثر للحرارة نلاحظ أن المشتتات غالبا ما تكون مصنوعة على شكل قاعدة و عليها شفرات كلما كانت الشفرات أكثر كلما كان أداء المشتت أفضل و ذلك لأن انتشار الحرارة منها سيكون أسرع و أكثر نتيجة لضخ الهواء البارد عن طريق المروحة من خلالها أخيرا علينا أن نراعي عند شراء المشتت ما يلي أن تكون قاعدة المشتت مصنوعة من النحاس أن يكون سطحه أملساً بشكل فائق أن مصقولاً بعناية مثل المرآة أن يكون المشتت كبيراً و عدد الشفرات كثير مروحة التبريد المثبتة على المشتت ذكرنا سابقاً أن المشتت يلزمه مروحة لضخ الهواء خلال شفراته لتبديد الحرارة الممتصة من المعالج و بالتالي كلما كان عدد شفرا ت المروحة أكثر و كلما كان قطرها أكبر كلما كانت عملية ضخ الهواء ضمن المشتت أكبر و كانت عملية تبديد حرارة المشتت الممتصة من المعالج أكثر و كان دخول و خروج الهواء أسرع لذلك يجب الانتباه عند شراء المشتت إلى مروحته حيث تكون • تتناسب مع حجم المشتت و ذكرنا سابقا أن يكون المشتت كبيراً و بالتالي قطرها كبير • عدد الشفرات يتناسب مع حجم المروحة • سرعة دوران المروحة كلما كبر عدد لفات المروحة كلما كان كميه الهواء الداخلة والخارجة اكبر وبالتالي شفط أو طرد سريعين للهواء • أن تكون المرحة ذات ثلاثة أسلاك للتوصيل حيث يكون السلك الثالث هو عبارة عن حساس لسرعة دوران المروحة و يؤمن معلومات عن سرعة دوران المروحة للبيوس • عندما تشتري مروحة ما فستجد مكتوب عليها معدل الإزعاج ويقاس بالديسيبل كلما قل معدل الإزعاج كلما كان صوت المروحة أخفض وبالتالي تستمتع بالجهاز بدون سماع صوت المراوح المعجون الحراري ذكرنا سابقاً أنه تم الاستعانة بالمعجون الحراري ليقوم بملء الفراغات و الشقوق بين قاعدة المشتت و سطح المعالج و ذلك اعتماداً على درجة صقل المعدن بحيث يؤمن أفضل تلامس بين سطح المعالج و قاعدة المشتت و يؤمن بالتالي نقل أمثل للحرارة من المعالج إلى المشتت هو معجون مكون من مواد معدل التبادل الحراري فيها عالي توضع بين سطح المعالج الذي يصدر الحرارة وبين المشتت مهمتها نقل الحرارة من السطح الساخن إلى السطح البارد ثم إعادة البرودة إلى سطح المعالج حتى يتم تبريده وطريقه وضعه هي بوضع نقطه بحجم حبه الرز أو خط في وسط المعالج ثم تركيب المشتت فوق المعالج ويراعى عدم تحريكه كثيرا حتى لا يدخل الهواء بين المعجون والمعالج فلا يؤدي عمله بالشكل المطلوب وإذا استعملت نوعية جيدة من هذا المعجون لا شك أنها ستدعم أفضل أداء ممكن في عملية التوصيل وللتخفيف على المستخدمين أصبح كثير من مصنعي المشتتات الحرارية يضعون ما يشبه المعجون الحراري في المعمل على قاعدة المشتت وهو ما يسمى بالقاعدة الحراريةThermal Pad والمشتتات الرخيصة غالباً ما تحتوي هذه المادة الرمادية المكونة من الرصاص والجرافيت لاحظ المنطقة الرمادية وعند تغييرالمعالج يجب تبديل المعجون الحراري ولا يجدر في أي حال من الأحوال عند شراء مشتت جديد يجب أن لا نضع معجون حراري على قاعدته في حال كانت قاعدته مزودة بما يسمى القاعدة الحرارية أي كان موجود على القاعدة معجون من المعمل لأن ذلك سيؤدي إلى تكون طبقة سميكة من المعجون و التي بدورها لن تسهم في نقل الحرارة بين سطح المعالج و قاعدة المشتت على العكس ستؤدي إلى عزل نوعاً ما و بالتالي زيادة حرارة المعالج لذلك علينا عند تبديل المعالج أو المشتت إزالة المعجون القديم و تتم عملية الإزالة باستخدام بعض المواد الخاصة التي تباع لهذا الغرض مثل ArctiClean و Tuniq TR-1 أو في حال عم توفرها يستعمل الكحول الايثييلي الطبي وهو رخيص ويباع بجميع الصيدليات و استخدم قطعة من القماش النظيف المصنوعة من القطن لمسح كل من سطحي المعالج والمشتت و يجب أن يكون المعجون تتوفر فيه الشروط التالية • قدرته على ملء الشقوق والفتحات بين سطحي المشتت والمعالج وتكوين طبقة متساوية • قدرته على الالتصاق • أن يحافظ على تماسكه عند درجات الحرارة المختلفة • أن لا يجف سريعا ولا يتفتت • أن يكون غير موصل للتيار الكهربائي • أن يعمل بكفاءة لمدة طويلة • أن يكون مرن و ناعم لكي يسهل فرده (درجة اللزوجة) من أشهر المعاجين الموجودة في الأسواق يعتمد على أكسيد الألومونيوم كمادة موصلة وينصح به دائما ملاحظة بعض المعاجين تحتاج لفترة معينة لكي تعطي أفضل نتائجها بعد وضع المعجون( TimeCure) مثل المعاجين المعدنية وكمثال لها Arctic Silver 5 يحتاج من10 إلى 200ساعة المواد المستخدمة لصنع المعجون الحراري يحتوي المعجون على واحد أو أكثر من المواد الموصلة للحرارة: • معجون سيراميكي: وهو عبارة عن بودرة السيراميك مذابة في مادة سيلكونية سائلةاوجيلاتينية(Silicone). أهم المواد السيراميكية المستخدمة هينيترات الألومينيوم وأكسيد الألومينيوم وأكسيد الزنك وثاني أكسيد السليكون. وهذا المعجون هو موصل جيد للحرارة ولون هذا المعالج أبيض مثل لون بودرة السيراميك. • معجون معدني : وهويحتوي على حبيبات من معادن صلبة مثل الفضة أو الألمنيوم وهذا المعجون موصل للحرارة أفضل من المعجون السيراميكي ولكنه أغلى ثمنا ولكن يعيبه انه موصل للتيار الكهربائي لذلك يجب الحذر عن استعماله بحيث لا يتسرب خارج قاعدة المشتت • معجون كربوني : وهو يتكون من موصلات كربونية مثل بودرة الألماس أو ألياف الكربون و هذا المعجون هو الأفضل ولكنه أيضا الأغلى ثمنا • معجون من المعدن السائل : ويكون من معدن سائل مثل الجاليوم ولكنه نادر وباهظ الثمن أنظمه التبريد السائلة و التبريد بالفريون والنيتروجين السائل ظهرت الحاجة إلى أنظمه التبريد السائلة بعدما ظهرت بعض القطع التي تتطلب تبريداً خاصاً بسبب حرارتها الزائدة أو بسبب الحاجة إلى كسر السرعة حيث يتم زيادة أداء الجهاز عن طريق رفع إعدادات معينة في الجهاز مما يؤدي إلى زيادة في حرارة المعالج لذلك ظهرت الحاجة إلى أنظمه تبريد أقوى من الأنظمة الهوائية و لها آليتي عمل •النظام المغلق هونظام يتكون من رادياتور و مواسير لنقل الماء و سطح يلامس المعالج و مراوح ملاصقه للرادياتور لتبريد الماء •نظام المضخة يتكون في الغالب من الماء المقطرمثل الذي يستخدم في رادياتور ومضخة لدفع الماء و رادياتور لتبريد الماء و خزان لحفظ الماء البارد قبل دفعهإلى المعدن الذي يلامس سطح أما انظمه النيتروجين السائل فهي لا تستخدم بشكل يومي بحكم أنها مكلفه ماديا و خطرها الشديد على القطع لان النيتروجين السائل درجه حرارته تقريبا 275 درجه مئوية تحت الصفر شكر وتقدير الى :: kogerblack :: صاحب هذا الشرح .**

الذين يشاهدون محتوى الموضوع الآن : 1 ( الأعضاء 0 والزوار 1)