évacuation de chaleur

[fitzounet]

Bonjour,

Je fais des recherches sur l'évacuation de la chaleur au sein d'un pc portable.. comme chacun sait, le manque de place rend le problème beaucoup plus délicat que dans un pc de bureau..

donc en démontant une "carcasse", j'ai vu les concepteurs ont recours à un certain nombres d'astuces :
caloducs qui font le trajet processeur -> ventilateur
pâte thermique.
choix des matériaux
ailettes de refroidissement (pour l'augmentation de la surface d'échange )

donc à partir de là je voulais savoir si vous aviez des pistes ... pour approfondir cela.. ou d'autres trucs..
ou des liens..

fin bref toute petite aide, direction dans laquelle je puisse creuser.

Merci.


PS : ces recherches ne sont pas dans le but d'améliorer le refroidissement de mon ordinateur, mais de regarder comment ça marche quand on l'achète dans le commerce..
-----

[chwebij]

bonjour
il existe des "climatiseurs" par effet peltier pour les ordis mais je ne suis pas sûr que ca gagne énormement de place, c'est plus pour éviter les perturbations mécaniques.

[fitzounet]

et cela serait utilisé de quelle manière ? car il faut faire passer un courant électrique pour cela.. dans les deux parties métalliques concernées.. mais au sein d'un pc, on ne peut pas mettre du courant où l'on veut..

j'ai remarqué aussi que la structure était pas mal bâtie en alu à l'intérieur.. sa connductivité électrique n'est pas mauvaise du tout (logique pour un métal) mais est-ce vraiment pour cela qu'il est choisi ? ou pour sa faible masse (critère également prépondérant pour un pc portable).. les deux j'imagine..

[Jackyzgood]

bonjour
il existe des "climatiseurs" par effet peltier pour les ordis mais je ne suis pas sûr que ca gagne énormément de place, c'est plus pour éviter les perturbations mécaniques.

Les cellules peltier c'est déjà pas facile à mettre en place dans un pc de bureau, alors dans un pc portable .... sans parler de la consommation électrique de ce machin la .....

On va détailler le fonctionnement de ce que fitzounet a vu en démontant un ordi :

Le caloduc, est en fait un tube creux dans lequel on a mis un composé a une certaine pression de manière a ce que lorsque la température de fonctionnement est atteinte on se trouve a la frontière entre la phase liquide et la phase vapeur. On aura donc le composé qui se condensera sur la partie froide du caloduc et qui s'évaporera sur la partie chaude. Au final on pompe des calories du coté chaud et on en restitue du coté froid, on augmente donc le transfert de chaleur ce qui permet dans le cas d'un pc portable de déplacer le dissipateur thermique sur le coté de manière a ce qu'il puisse être ventilé correctement.

La pâte thermique est en fait de la poudre métallique (de l'argent pour les meilleur) très fine qu'on a mélangé avec du silicone, car la surface du processeur et du dissipateur ne sont jamais parfaitement plane, le contact n'est donc pas parfait, on comble donc les lacunes en plaçant cette poudre métallique très fine, ce qui augmente la surface de contact et donc le transfert thermique.

Pour le choix des matériau, là c'est un peu plus complexe car ça va dépendre à la fois de la capacité calorifique, de la masse volumique et de la conductivité thermique du matériau utilisé. La plus part des dissipateurs sont soit en aluminium soit en cuivre.

Pour le cuivre on a :
conductivité : 348 W/m/K
capacité calorifique : 385J/kg/K
masse volumique : 9000kg/m^3

Pour l'aluminium :
conductivité : 200 W/m/K
capacité calorifique : 900J/kg/K
masse volumique : 2700kg/m^3


On voit que la pour la conductivité les valeurs sont comparable, par contre l'aluminium a une capacité calorifique plus de 2x supérieur à celle du cuivre, on pourrait donc penser que l'aluminium est meilleur pour faire un dissipateur thermique cependant la capacité calorifique est donné par kg ! Or nous ce qui va nous intéresser, surtout dans le cas d'un portable, ça va être la taille du dissipateur et non pas son poids, c'est la que la masse volumique va trancher, le cuivre est plus de 3x plus dense que l'aluminium ! En conclusion a volume équivalent le cuivre peut contenir plus de calories, est si pour le même volume on a plus de calories, quand on ventilera on récupérera plus de chaleur avec le même volume d'air.

Pour ce qui est des ailettes, il est claire que plus il y a de surface mieux c'est cependant les ailettes ne doivent pas êtres trop fine car sinon la chaleur n'aura pas le temps d'aller jusqu'au bout. Imaginons un block de cuivre, il est évident que vu le peu de surface si on chauffe d'un coter la chaleur pourra le traverser sans problème, mais si on utilise la même quantité de cuivre pour faire de fines ailettes la quantité de chaleur que va contenir chaque ailette sera faible, elle se refroidiront rapidement (ce qui est intéressant), mais si elle sont trop fine alors on aura un coté chaud et l'autre coté sera a la température ambiante et donc sur cette partie la : plus de transfert. Il faut donc tenir compte de la puissance de la source chaude pour définir la taille des ailettes sinon on n'en utilisera qu'une partie.

Si tu t'intéresse a tout ce qui est refroidissement pc je te conseille le site :

http://www.cooling-masters.com/

Leur rubrique dossiers contient énormément de choses a ce sujet la.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitecbf2fb2b]

Desolé d'etre completement hors sujet mais... j'ai besoin de votre aide a tout prix (si si) pour repondre a ma question sur la puissance nominale que j'ai posté a 23h36 pls c'est super urgent

[fitzounet]

Le caloduc, est en fait un tube creux dans lequel on a mis un composé a une certaine pression de manière a ce que lorsque la température de fonctionnement est atteinte on se trouve a la frontière entre la phase liquide et la phase vapeur. On aura donc le composé qui se condensera sur la partie froide du caloduc et qui s'évaporera sur la partie chaude. Au final on pompe des calories du coté chaud et on en restitue du coté froid, on augmente donc le transfert de chaleur ce qui permet dans le cas d'un pc portable de déplacer le dissipateur thermique sur le coté de manière a ce qu'il puisse être ventilé correctement.

et la vapeur et/ou le liquide font le trajet du ventilateur au processeur ? car j'avais lu qu'il y avait une paroi ou l'un des deux pouvait passer.. en gros deux tubes imbriqués, au milieu la vapeur, qui va vers le ventilo, puis qui recondense, passe dans le tube extérieur, retourne vers le processeur et retourne au milieu en s'évaporant..

j'ai aussi trouvé des équations immondes mais j'ai pas le courage de me pencher à ce point sur son fonctionnement..

On voit que la pour la conductivité les valeurs sont comparable, par contre l'aluminium a une capacité calorifique plus de 2x supérieur à celle du cuivre, on pourrait donc penser que l'aluminium est meilleur pour faire un dissipateur thermique cependant la capacité calorifique est donné par kg ! Or nous ce qui va nous intéresser, surtout dans le cas d'un portable, ça va être la taille du dissipateur et non pas son poids, c'est la que la masse volumique va trancher, le cuivre est plus de 3x plus dense que l'aluminium ! En conclusion a volume équivalent le cuivre peut contenir plus de calories, est si pour le même volume on a plus de calories, quand on ventilera on récupérera plus de chaleur avec le même volume d'air.

Donc pour le cuivre sur un certain volume on récupère plus de chaleur.. mais on la conduit mieux avec l'aluminium..
et le problème est que la masse volumique étant plus grande, on gagne en poids, ce qui est une contrainte pour le pc..

de plus l'alu conduit mieux..

j'en déduit que c'est pour ça qu'il y aa une sorte de grande carcasse en aluminium, avec des lamelles de cuivres dispatchées à des endroits stratégiques.


merci beaucoup pour tous ces renseignements, (je savais pas que l'ailette ne devait pas être trop fine) ainsi que pour le lien.

[Jackyzgood]

et la vapeur et/ou le liquide font le trajet du ventilateur au processeur ? car j'avais lu qu'il y avait une paroi ou l'un des deux pouvait passer.. en gros deux tubes imbriqués, au milieu la vapeur, qui va vers le ventilo, puis qui recondense, passe dans le tube extérieur, retourne vers le processeur et retourne au milieu en s'évaporant..

j'ai aussi trouvé des équations immondes mais j'ai pas le courage de me pencher à ce point sur son fonctionnement..

Oui j'ai pas été suffisamment précis sur ce point, en fait quand on condense un gaz que se passe-t-il ? Généralement on a un rapport de 1000 entre le volume du liquide et celui du gaz. Donc a l'endroit ou la condensation va se former il y aura une dépression, qui va donc aspirer les vapeurs chaudes provenant du processeur, mais le système doit aussi être conçu de manière a ce que les condensat puisse s'écouler jusqu'à la source chaude, ou alors qu'il puisse au moins l'atteindre par capillarité, de manière a créer une circulation.

Donc pour le cuivre sur un certain volume on récupère plus de chaleur.. mais on la conduit mieux avec l'aluminium..
et le problème est que la masse volumique étant plus grande, on gagne en poids, ce qui est une contrainte pour le pc..

de plus l'alu conduit mieux..

j'en déduit que c'est pour ça qu'il y aa une sorte de grande carcasse en aluminium, avec des lamelles de cuivres dispatchées à des endroits stratégiques.

Non l'aluminium ne conduit pas mieux, regarde bien les valeurs, par contre il est nettement moins cher et plus léger que le cuivre.

[fitzounet]

ok je vois pour la dépression..

et merci pour l'alu, je lis de travers :s

je vais vous embeter avec mes dernières questions mais si vous en avez assez c'est pas grave..

donc cette transfo est isochore (forcément le heat pipe n'est pas un ballon baudruche..) mais pas isobare..
sur un diagramme P,T, on se ballade entre le point triple et le point critique, à la frontière liquide/vapeur..
on chauffe, la pression augmente, tout cela est implacable..

et pourquoi est-ce qu'à la fin (temps de chauffe suffisamment long ) on n'a pas une espèce de grosse soupe avec un peu partout du liquide et de la vapeur, et la même T et P ?

vous allez me dire la différence de température, mais le fait que le heat pipe soit en métal (alu je pense) et entouré de pâte thermique ne rend pas cette variation petite (ça conduit bien à priori, je suis prêt a parier que si je le tiens d'un bout par deux doigts et chauffer l'autre bout au briquet ça va finir par me bruler ( mais je ne gagne pas tous mes paris alors ) ou alors c'est que l'évacuation par le ventilateur est super efficace, et mes doigts n'ont rien à voir avec un ventilo..)

Merci.

[Jackyzgood]

http://www.cooling-masters.com/articles-29-1.html

Avec des dessins ça sera peut être plus parlant

[fitzounet]

entendu, tout est maintenant très clair. merci beaucoup pour tout !