Tal Vì sự chênh lệch nhiệt độ tại nơi tiếp xúc với không khí của Cu cao hơn đối với Al nên sự trao đổi nhiệt ở đây diễn ra mạnh mẽ hơn. Nói cách khác, đồng toả nhiều nhiệt vào không khí hơn nhôm trong cùng thời gian. (Điều này cũng giải thích tại sao sờ vào heatsink đồng thấy nóng hơn là sờ vào heatsink nhôm.) III/ tổng kết: 1. quá trình 1: Cu >= Al 2. quá trình 2: Cu > Al 3. quá trình 3: Cu > Al 4. quá trình 4: hì hì, không xét (nếu xét thì Cu > Al) Tổng hợp cả 4 quá trình: Cu heatsink tản nhiệt cho CPU tốt hơn Al." /> Tal Vì sự chênh lệch nhiệt độ tại nơi tiếp xúc với không khí của Cu cao hơn đối với Al nên sự trao đổi nhiệt ở đây diễn ra mạnh mẽ hơn. Nói cách khác, đồng toả nhiều nhiệt vào không khí hơn nhôm trong cùng thời gian. (Điều này cũng giải thích tại sao sờ vào heatsink đồng thấy nóng hơn là sờ vào heatsink nhôm.) III/ tổng kết: 1. quá trình 1: Cu >= Al 2. quá trình 2: Cu > Al 3. quá trình 3: Cu > Al 4. quá trình 4: hì hì, không xét (nếu xét thì Cu > Al) Tổng hợp cả 4 quá trình: Cu heatsink tản nhiệt cho CPU tốt hơn Al." />

Đăng nhập

Chứng minh: đồng hút nhiệt và tỏa nhiệt tốt hơn nhôm:

Thảo luận trong 'Extreme cooling' bắt đầu bởi Chip, 25/8/06.

Trang 16 của 23 trang

Chip New Member

Bài viết:

268

Chip đã đọc toàn bộ các bài trong thread này một cách cẩn thận. Có những bài Chip hoàn toàn tán đồng, có những bài thì không đồng ý ở 1 vài điểm. Tuy nhiên nếu ta chỉ chăm chú vào một số ý nào đó rồi cố gắng chứng minh hay chỉ rõ nó sai thế nào thì e rằng topic sẽ phình ra ghê gớm trong khi vấn đề chính lại không được bám sát.

Dưới đây Chip xin được tổng kết lại các quá trình tản nhiệt của heatsink như sau:

I/ Điều kiện của hệ thống khảo sát:
1. Cùng 1 CPU với nhiệt lượng tỏa ra như nhau
2. Khối đồng và nhôm có diện tích tiếp xúc không khí là như nhau, hình dáng và thể tích giống hệt nhau
3. Môi trường không khi cùng nhiệt độ, áp suất khí lên heatsink là như nhau, các phân tử khí sau va chạm sẽ bay đi khỏi hệ, các phân tử khí đi vào hệ coi như mang nội năng giống nhau
4. Quan trọng: xét hệ thống đang hoạt động ổn định, tức là CPU đã đạt được trạng thái nhiệt độ ổn định, lượng nhiệt tỏa ra và lượng nhiệt heatsink giải phóng đã cân bằng. Bên cạnh đó, xét trên cả 2 hệ thống cùng 1 thời gian chuẩn là t.
5. Mật độ phân tử của đồng cao hơn nhôm (cái này các bạn tự chứng minh được, dựa trên khối lượng nguyên tử và khối lượng riêng của mỗi chất)

II/ Quá trình khảo sát: nhiệt năng tỏa ra từ CPU sẽ được heatsink hấp thụ và tải vào môi trường theo 3 quá trình sau:

1. nhiệt năng CPU toả ra được hấp thụ vào heatsink bằng đồng và nhôm lần lượt là Qcu_1 và Qal_1
-> chúng ta sẽ so sánh Qcu_1 và Qal_1, thằng nào lớn hơn thằng đó thắng

2. nhiệt năng truyền trong heatsink từ phần tiếp xúc với CPU ra phần tiếp xúc với không khí, cái này thì ai cũng công nhận đồng thắng rồi nhé

3. nhiệt năng từ heatsink đồng và nhôm truyền được ra ngoài không khí, lần lượt là Qcu_3 và Qal_3, so sánh thằng nào lớn hơn thằng đó thắng.

(4. ngoài ra còn 1 lượng nhiệt được bức xạ từ 2 heatsink khảo sát, cái này khỏi chứng minh cũng biết đồng bức xạ được nhiều nhiệt hơn nhôm (với màu sắc gốc, không bị sơn phủ). Nhưng, lượng bức xạ này không đáng kể nên chúng ta không xét tới cho đỡ rối.)
---------------------------------------------------------------
Sau đây là những nhận định của Chip trong quá trình 1 và 3. Lý thuyết truyền nhiệt mà Chip áp dụng: sự truyền nhiệt giữa 2 môi trường khác nhau là do sự trao đổi nội năng của các phân tử thuộc 2 môi trường khi tiếp xúc nhau. Xét điều kiện cụ thể của bài toán trên (tức là các số liệu khác về môi trường là như nhau cho cả 2 hệ thống đồng và nhôm, nói để đỡ bị vặn vẹo), số lần va chạm của phân tử và nội năng của phân tử tham gia va chạm quyết định lượng nhiệt trao đổi.

1. Xét quá trình 1 trong chuỗi quá trình đã nêu trên:
Ở đây ta thấy có khả năng xảy ra theo mật độ phân tử của kim loại phủ trên lưng CPU (gọi là kim loại St đi nha):

a) Mật độ phân tử của St lớn hơn của Al: khi đó trong cùng 1 đơn vị thời gian xét trong cùng 1 đơn vị diện tích tiếp xúc, số va chạm giữa phân tử Cu và St sẽ nhiều hơn số va chạm giữa Al và St do mật độ của Cu > mật độ Al
-> Cu hút nhiệt nhiều hơn Al

b) Mật độ phân tử của St nhỏ hơn của Al: số va chạm giữa phân tử St với Al và Cu là như nhau
-> Cu hút nhiệt bằng Al

Kết luận: khả năng hút nhiệt của Cu >= Al trong quá trình này.

2. Xét quá trình 3 trong chuỗi quá trình đã nêu trên:
trong 1 thời gian t xác định, giả sử có n phân tử không khí tiến về phía heatsink, do không khí có mật độ phân tử nhỏ hơn rất nhiều so với cả Cu và Al nên sẽ có cùng n va chạm của phân tử không khí với phân tử Cu và Al.
Như vậy ta có thể kết luận "khả năng trao đổi nhiệt của Cu = Al trong quá trình này" hay chưa? Chưa đâu! Mọi người quên mất điều này: sự chênh lệch nhiệt độ càng lớn thì sự truyền nhiệt diễn ra càng mạnh. Ví dụ như 1 cục đá tan rất nhanh khi bỏ vào nước nóng nhưng tan chậm hơn nhiều nếu bỏ vào nước nguội.

Gọi thiệt độ tại nơi CPU tiếp xúc với heatsink là T,
nhiệt độ của Cu tại nơi tiếp xúc với không khí là Tcu = T - delta_Cu,
của Al tương ứng là Tal = T - delta_Al

vì nhiệt trở của Cu nhỏ hơn Al nên Tcu > Tal

Vì sự chênh lệch nhiệt độ tại nơi tiếp xúc với không khí của Cu cao hơn đối với Al nên sự trao đổi nhiệt ở đây diễn ra mạnh mẽ hơn. Nói cách khác, đồng toả nhiều nhiệt vào không khí hơn nhôm trong cùng thời gian.

(Điều này cũng giải thích tại sao sờ vào heatsink đồng thấy nóng hơn là sờ vào heatsink nhôm.)

III/ tổng kết:
1. quá trình 1: Cu >= Al
2. quá trình 2: Cu > Al
3. quá trình 3: Cu > Al
4. quá trình 4: hì hì, không xét (nếu xét thì Cu > Al)
Tổng hợp cả 4 quá trình: Cu heatsink tản nhiệt cho CPU tốt hơn Al.

Chip, 30/8/06

#151
mr_sat_thu New Member

Bài viết:

156

Bây giờ chúng ta nói lại từ đây cả quá trình giải nhiệt cho CPU:
1/Bước 1: CPU hoạt động nóng lên truyền nhiệt vào heatsink (Q - nhiệt lượng)
2/Bước 2: Heatsink nhận nhiệt từ phần đế tiếp xúc với CPU và truyền nhiệt lên phần đỉnh (có thể là các lá tản nhiệt).
3/Bước 3: lá tản nhiệt thải nhiệt ra không khí xung quanh.
Ở đây tạm thời chúng ta bỏ qua cái Fan nhé, chỉ xét HS vì vấn đề chính của chúng ta hiện nay là đồnghay nhôm tản nhiệt nhanh hơn???
Và bây giờ ta bắt đầu xem xét:

Phần 1: Tương tự như khái niệm điện trở của kim loại, người ta cũng xây dựng khái niệm "Nhiệt trở" để đánh giá mức độ cản trở quá trình truyền nhiệt của mỗi kim loại. Và chúng ta xem ở đây tôi nghĩ là dễ hiểu vì có hình ảnh minh họa đàng hoàng:

Mr_sat_thu nói:

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]THERMAL RESISTANCE

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Thermal resistance is a mathematical concept analogous to the electrical resistance we have all studied in basic physics. It is useful to refresh our memory about the electrical resistance before going into describing the thermal resistance. [/FONT][FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]According to Ohm's law, you need a difference in electrical potential in order to produce current. Mr. George Simon Ohm (1787-1854) established the existence of a simple linear relationship between current and potential difference as[/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]The constant of proportionality is defined as electrical resistance between the two points[/FONT]

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Please notice that in the simple configuration shown above you are nor worried about losing the electric current to the ambient as it passes through the wire. What starts at one end shows up at the other end because air is a terrible conductor for electricity. [/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Now, let's look at a one dimensional conduction problem:[/FONT]

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Remember that we put a "one-dimensional" constraint on the problem. A problem is considered one dimensional if things happen only along one dimension. This means that we are assuming that the heat going from the left side to the right side does not escape to the ambient. Well, the only way to do this is if we insulate the surface of our wire using a perfect insulator. In that case we end up with a consistent definition for the thermal resistance because all of our Q goes from T1 to T2. [/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Now, let's take a look at a two dimensional situation:[/FONT]

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]If the left face is all at a uniform temperature of T1 and the right face is at the uniform temperature of T2 and all other faces are perfectly insulated then we have a one dimensional situation. However, if somewhere between the right hand face and the left hand face, the heat has a way to go out, then we are dealing with a 2D or a 3D case:[/FONT]

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Now, how do you define the thermal resistance for this object? Which points do you take for your T2? What Q do you use? The total Q or the Q that goes from T1 to T2? How do you measure that? [/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Has this simple problem stopped people from using the thermal resistance as a measure of heat transfer friendliness? No. It has not. Why? Because the concept is still very useful figure of merit if you know how to use it.[/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Is high thermal resistance good or bad? The answer depends on whether your are trying to get rid of heat or you want to keep the heat. If you are trying to keep something cool by rejecting its heat, you want really low thermal resistance. If your are trying to keep what you have you want high thermal resistance. I would like to have a very high thermal resistance for my walls at home so that I can save energy. However, if I am trying to keep a chip cool, I need to reduce all thermal resistances that prevent the heat from leaving my precious components. [/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]What is high value of thermal resistance? If I tell you that I have a heat sink with a thermal resistance of 0.5 °C/W, is that good or bad? How bad? What does this number mean? This latter question is actually very simple to answer. A resistance of 0.5 °C/W means that if one Watt of heat goes through the object, the temperature drops by 0.5 degrees. Let's look at a block of aluminum with a length of 2 cm and a cross-sectional area of 2 cm x 2 cm. A quick calculation tells us that the value of R is[/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif](2x0.01 m)/(180 W/m.C x 4x0.0001)= 0.27 °C/W[/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]If we use copper instead of aluminum, the resistance drops to 0.125 °C/W. [/FONT]

Click to expand...

[/FONT]

Tới đây thì chắc là ai cũng đều thấy rõ cùng một kích thước như nhau thì miếng đồng có nhiệt trở nhỏ hơn miếng nhôm vì vậy khả năng cản trở dòng nhiệt của đồng kém hơn nhôm. Vì vậy đồng hấp thụ nhiệt tốt hơn nhôm và truyền nhiệt trong bản thân nó nhanh hơn nhôm. Vì vậy Bước 1 và Bước 2 nêu ở trên ta đã giải quyết xong và phần thắng thuộc về đồng.

Bây giờ tới Bước 3 mọi người đang mong đợi đây: đồng hay nhôm tỏa nhiệt ra không khí nhanh hơn???
Chúng ta xem tiếp đoạn tài liệu nói về vấn đề ỏa nhiệt ra không khí xung quanh này, ở mỗi câu tôi sẽ dịch luôn ra Tiếng Việt để anh em tham khảo cho nhanh, có thê tôi dịch ko hay lắm nhưng chủ yếu là đúng nghĩa, mong anh em đừng cười

Mr_sat_thu nói:

In practical applications, the conduction resistance isn't the only resistance your have to fight. Tuy nhiên trong cả quá trình thì nhiệt trở trong bản thân vật liệu không phải là chướng ngại duy nhất. The next big resistance is due to convection. Còn một vật cản nghiêm trọng hơn đó chính là quá trình đối lưu .Even if the heat works really hard or you use a very high conductivity material, it still has to go through the air in order to be completely rejected. Cho dù vốn bản thân quá trình truyền nhiệt đã gặp nhiều chướng ngại và bạn đã sử dụng loại vật liệu truyền nhiệt tốt nhất nhưng nhiệt lượng còn phải trả qua cửa ải cuối cùng trước khi nó được hoàn toàn thải vào không khí. There is this very thin layer of air (or the working fluid) right at the surface of the solid object that shows the greatest resistance to the heat transfer. Có một lớp không khí (hay lưu chất) rất mỏng bám sát ngay trên bề mặt vật rắn và đây chính là chướng ngại vật lớn nhất trong quá trình truyền tải nhiệt lượng ra không khí. This first layer of the air actually sticks to the surface and does not move. Lớp không khí đầu tiên này 'bám chặt" vào bề mặt vật rắn và ko bao giờ tách rời nó. The other layers slide over this first layer and can take the heat away. Lớp không khí sát ngay lớp khí mỏng đầu tiên này mới là thứ có thể hoàn toàn tiếp nhận nhiệt lượng để hoàn tất quá trình turyền tải nhiệt. This layer is called the boundary layer. Lớp khi mỏng đầu tiên - con kỳ đà cản mũi khó chịu của chúng ta - được gọi là "Lớp khí vùng biên giới" :sun:
There are some intuitive things we all know about removing heat by convection. Bằng vào trực giác nhạy bén, chúng ta biết cách giải tỏa nhiệt độ bằng quá trình đối lưu này. If we move the fluid faster, we can carry more heat away.Nếu chúng ta di chuyển không khí (hay lưu chất) nhanh hơn thì chúng ta có thể nhanh chóng giải tỏa nhiệt nhiều hơn. If we use a more thermally conductive fluid, we take more heat off. Nếu chúng ta có nhiều không khí (hay lưu chất) hơn thì chúng ta có thể giải nhiệt nhiều hơn. If we create turbulence which mixes things up pretty good, we can take more heat away from the surface. Nếu chúng ta làm cho không khí hay lưu chất chuyển động tốt thì chúng có thể giup ta mang đi nhiều nhiệt lượng thải ra môi trường xung quanh. The convective resistance is related to a parameter called Heat Transfer Coefficient. Sự cản trở dòng nhiệt trong quá trình đối lưu liên quan đến một đại lượng mà ta gọi là "Hệ số truyền nhiệt đối lưu " - kí hiệu là h. Defining and understanding this important parameter requires another tutorial. Các vấn đề liên quan đến h chúng ta sẽ nói sau. Here is suffices to just use the Newton's Law of cooling: Sau đây là định luật Newton về quá trình truyền nhiệt do đối lưu:
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Q= h.A. (Ts-Ta)
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Where h is the heat transfer coefficient, A is the surface area, ts is the surface temperature and Ta is the reference temperature. [/FONT][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]h: Hệ số truyền nhiệt đối lưu[/FONT]
A: Diện tích tiếp xúc với không khí của vật rắn.
Ts: nhiệt độ vật rắn
Ta: nhiệt độ không khí xung quanh
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]By rearranging the equation we see a familiar format: bằng cách viết khác, phưong trình trên có thể viết là:
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Q= (Ts-Ta)/(1/hA)[/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Q= (Ts-Ta)/Rconv[/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]where Rconv = 1/hA.[/FONT][/FONT]
Vậy Rconv ta gọi là Nhiệt trở đối lưu của chất rắn.
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]This means that if you are looking at an electronic component, for example, the heat must overcome at least two resistances before it can reach the ambient. Điều này có nghĩa là nếu như bạn muốn khảo sát vấn đề truyền nhiệt từ vật rắn vào không khí thì bạn phải quan tâm đến ít nhất hai vật cản dòng nhiệt trước khi dòng nhiệt được thải vào không khí. The first resistance is from the location of the heat generation to the surface and the second one is from the surface to the ambient. Vật cản đầu tiên chính là nhiệt trở trong bản thân vật rắn, nó cản trở dòng nhiệt đi từ nguồn nhiệt đến bề mặt vật rắn. When you use a more conductive material, you are only dealing with the first resistance. Nếu chúng ta chỉ quan tấm đến vật liệu truyền nhiệt thì chúng ta chỉ cần tham khảo Nhiệt trở của bản thân vật liệu. To reduce the second resistance, you must deal with h. Nhưng nếu chúng ta quan tâm đến giai đoạn thải nhiệt vào không khì xung quanh thì chúng ta phải tham khảo đến Hệ số truyền nhiệt đối lưu h.Enough about h for now as we will deal with it in a separate tutorial. Chúng ta sẽ tìm hiểu cụ thể về h trong chương tới.

Click to expand...

[/FONT]
Phùuuuuuu mỏi tay khát nước buồn ngủ nữa, nghĩ tay 2 phút đi uống nước cái nha bà con.

Giờ anh biết làm sao khi anh ..đã dối em, còn người kia vì anh mà...đớn đau người ơi :sun:

mr_sat_thu, 31/8/06

#152
mr_sat_thu New Member

Bài viết:

156

Tiếp tục nào:
Từ cái phương trình
Q= h.A. (Ts-Ta)
Ta thấy cùng điều kiện về A, Ts và Ta thì vấn đề còn lại là Hệ số toả nhiệt đối lưu h. Thằng nào có h lớn hơn thì thằng đó tỏa nhiệt ra không khí nhanh hơn.
Bây giờ chúng ta đi tìm h.
Tìm h là một quá trình phức tạp, tôi vẫn post lại bàn cũ của tôi.

Mr_sat_thu nói:

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]A Radiative "Heat Transfer Coefficient"

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]
Cathy Biber[/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]Here's a handy trick for calculating the effect of radiation compared with convective cooling. It's especially useful for quick analyses in systems where you're not sure about what kind of role radiation heat transfer is playing in the overall picture.[/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]The idea is to find a quantity that has units of heat transfer coefficient, so that it's easy to compare to the convective heat transfer coefficient. This idea comes from a linearization of the radiative heat transfer law,[/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]. [/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]In this basic law, is the Stefan-Boltzmann constant () and is the gray-body emissivity of the object whose absolute temperature is . The object is has "full view" of a blackbody environment at absolute temperature . A good application for this law is a system enclosure with average surface temperature that is completely surrounded by an ambient at temperature . and should be of similar magnitude on the absolute temperature scale. In other words, don't try this for molten glass, arc lamps, fires, or anything else with large temperature differences. (In those cases, the approximation doesn't apply, and anyway, radiation will probably be the dominant heat transfer mode so you should go to the trouble of treating it more carefully.)[/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]The linearized form of the equation looks like this: [/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1][/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]If you work out the algebra according to rules you haven't much thought about since high school, you'll see that a good approximation to the radiative "heat transfer coefficient" quantity is [/SIZE][/FONT]

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]where is the arithmetic mean of and .[/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]Let's say you have a closed box with electronics inside - for example, a tabletop video-conferencing system. Your Electrical Engineer colleagues have told you that it will dissipate 20 or 30 W - 40 W, worst case (I'm making this up, obviously!), and now they want you to package it. Vents would be a bad idea, because there's usually coffee available to spill on the table and into the box. The general form factor that Marketing wants is, let's say, 15x20 cm and about 4 cm high. The box material probably has a relatively high emissivity if it's going to look good - either painted or unpainted plastic, or possibly painted metal. So a good guess at the emissivity would be 0.8. The ambient temperature is probably somewhere between 20 and 35 °C (T2˜273+27=300 K). For customer perception's sake, the box temperature will probably have to be 50 °C or less (T1˜273+50=323 K). The general question is, will this work, and what is the power dissipation limit? More specifically, what are the relative effects of radiation and convection?[/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]Both natural convection and radiation are at work here in parallel paths, so we will want to look at the radiative "heat transfer coefficient" and compare it to an estimate of the natural convection coefficient. I'm going to guess for such a small temperature difference that ~ 5 W/m2K (feel free to do the calculation for better accuracy). The radiative version works out to be 5.5 W/m2K, or about the same magnitude. [/SIZE][/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]This example illustrates that the effect of radiation can be comparable to natural convection, even in cases where you might not think it important because of the modest temperature differences. Furthermore, having a quick way to calculate effects of potential changes in size or surface emissivity is valuable for making design decisions on the spot (and defending to Marketing and Industrial Design why the box has to be made bigger than they'd like!).[/SIZE][/FONT][FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]
[/SIZE][/FONT]
[/SIZE][/FONT]
Click to expand...

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]
Và đây là link kèm theo tính h: http://www.coolingzone.com/Guest/New...y_cb_2001.html

Kéo xuống tận cùng bấm vào dòng "Calculate Radiative Heat Transfer Coefficient" trong đó cái chữ "Surface Emissivity" nghĩa là độ phát xạ của bề mặt vật liệu.
Ở đây người ta đã lập trình tính h, chỉ cần ta nhập nhiệt độ bề mặt chất rắn, nhiệt độ không khí xung quanh và Độ phát xạ bề mặt vật liệu là được.
Ở đây chúng ta lại tìm hiểu về độ phát xạ bề mặt vật liệu của các kim loại nhé:

Mr_sat_thu nói:

EMISSIVITY EXPLAINED IN LAYMAN'S TERMS

Quick question:
Two identical cars are sitting in the sun in a parking lot for four hours in the summer. One car has a black bumper, the other, a chrome bumper. Which one is hotter?
Black? Makes sense, chrome reflects heat and black absorbs heat, everyone will agree on this.
Now, think about touching the chrome seat belt buckle in your car, the ignition switch, or leaving a toolbox open in the sun and trying to pick up a chrome tool. Want to change your answer?
Reality: The chrome bumper, tools and seat belt buckles are MUCH hotter (over time), than an identical surface painted black. Why?
Emissivity

[SIZE=+1]Emissivity is the scientific measurement of the ability for heat to radiate (leave), an object. While it's true black paint will heat up faster and chrome does reflect heat, the emissivity of these two surfaces are on opposite ends of the scale as seen below.
Chrome has an emissivity of .04 while black paint emits radiant heat at a rate of .95. The black bumper will heat up much faster but 95% of the heat that is absorbed is free to re-radiate at a rapid rate.
The chrome bumper reflects 96% of the heat and only absorbs 4% but this heat is "trapped" in the bumper as only 4% can emit from the surface. Immersed in a bath of infrared (the sun), the steel under the low emissivity surface of the chrome bumper will soon exceed that of the one painted flat black.
A good example of this is the surface of solar panels used to heat water. There are two choices: flat black or black chrome. You will pay more for the black chrome panel but you will also get hotter water as 95% of the heat collected by the absorber is trapped and only 5% is free to re-radiate out through the glazing.

[SIZE=+1]

Click to expand...

Mr_sat_thu nói:

[SIZE=+1]Webster's definition:[/SIZE]

[SIZE=+1]Main Entry: emis·siv·i·ty[/SIZE]
[SIZE=+1] Pronunciation: "e-m-i si-v-i tee[/SIZE]
[SIZE=+1] Function: noun[/SIZE]
[SIZE=+1] Inflected Form(s): plural -ties[/SIZE]
[SIZE=+1] Date: 1880[/SIZE]
[SIZE=+1] : the relative power of a surface to emit heat by radiation : the ratio of[/SIZE]
[SIZE=+1] the radiant energy emitted by a surface to that emitted by a blackbody[/SIZE]
[SIZE=+1] at the same temperature
[/SIZE]

[SIZE=+1]Main Entry: black·body[/SIZE]
[SIZE=+1] Pronunciation: 'blak-'bä-dE[/SIZE]
[SIZE=+1] Function: noun[/SIZE]
[SIZE=+1] Date: 1710[/SIZE]
[SIZE=+1] : an ideal body or surface that completely absorbs all radiant energy[/SIZE]
[SIZE=+1] falling upon it with no reflection and that radiates at all frequencies with[/SIZE]
[SIZE=+1] a spectral energy distribution dependent on its absolute temperature[/SIZE]
[SIZE=+1](for more data on emissivity and heat movement, do a search for "Sir James Dewar")[/SIZE]

[SIZE=+1]Ok...in layman's terms. Emissivity is the ability for radiant heat to leave the surface of an object. It matters not what the density, mass or thickness of the object, only the surface. As can be seen below, emissivity (E factor), plays a significant role in how heat moves into or out of our homes, our cars, our bodies.[/SIZE]
Fig 1.2 EMISSIVITY OF VARIOUS COMMON MATERIALS
Material Emissivity value
Gold, polished .03
Metalized Film Radiant Barrier .04
Silver, polished .04
Chrome .05
Aluminum, polished .04
oxidized .78
Brass, polished .04
oxidized .61
Iron, polished .21
oxidized .69
Copper, polished .05
oxidized .78
Human skin .98
EMISSIVITY OF BUILDING MATERIALS
Wood .95
Glass .94
Paint, average of 16 colors .94
Brick, common red .93
Concrete .92
Plaster, rough coat .91
Source: Handbook of Chemistry

Based on the emissivity chart above, it is clear to see that we are designing, building and living in solar hot boxes. Time to change this so visit the rest of our site and see how our low emissivity, high performance films can help you increase the comfort of your home and reduce rising energy costs. Click here.

[/SIZE]
Click to expand...

Đây là link của cái vụ Độ phát xạ bề mặt kim loại này: http://www.savenrg.com/efactorfacts.htm
Và giờ sau khi đã tìm hiểu và biết được độ phát xạ bề mặt của đồng là 0.05, của nhôm là 0.04, tôi lấy nhiệt độ bề mặt chất rắn là 55 độ C và nhiệt độ không khí xung quanh là 35 độ C cho phù hợp với môi trường trong PC. Thế vào chương trình tính h, tôi ra kết quà:
Đồng: 0.366595 W/m^2.K
Nhôm: 0.293276 W/m^2.K
===> đồng có hệ số truyền nhiệt đối lưu h lớn hơn nhôm ===> đồng tỏa nhiệt ra không khí nhanh hơn nhôm. Tì số nhanh hơn là khoảng 1.25 lần ở mức nhiệt độ như trên.
Tới đây có còn anh em nào chưa chịu nữa thì tui cũng xin...đầu hàng chứ chẳng dám tranh luận nữa.
P/S: hai đoạn Anh Văn sau tự anh em đọc hiểu dùm nhé, tui mệt quá ko ngồi dịch từng câu nồi nữa đâu, xin đừng trách.

[/SIZE][FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1]
[/SIZE][/FONT][/SIZE][/FONT]

Giờ anh biết làm sao khi anh ..đã dối em, còn người kia vì anh mà...đớn đau người ơi :sun:

mr_sat_thu, 31/8/06

#153
kiddy® New Member

Bài viết:

75

@TNT2TNT: Công thức bạn đưa ra ở đây có áp dụng cho vùng không khí biên giới bao quanh mặt ngoài của HS, có thể áp dụng ở trường hợp này. Nó có vẻ thuyết phục mình. Tuy nhiên không phải ai cũng được học qua công thức này, nên có thể không hiểu rõ về nó. Giả sử nó đúng thì bạn cũng nên đưa ra các đơn vị của các tham số trong công thức. Nhất là 2 hằng số a1, a2 như thế nào (liên quan gì đến độ đậm đặc của không khí hay không) và chúng tỉ lệ với nhau bao nhiêu lần. Giả sử nó chỉ nhỏ hơn có 2 lần thì vấn đề này cũng phải tính đến. Nhưng nếu nó nhỏ hơn với số lần ở đơn vị trăm hoặc nghìn thì ta bỏ qua như kết luận của bạn. Mặc dù mình cũng ủng hộ kết luận này nhưng nên rõ ràng một chút thì sẽ dễ được chấp nhận hơn.
Bài toán bạn đưa cái công thức đó vào tưởng chừng như giải toán chỉ cần 1 dòng là ra kết quả :gaicam:. Khi ông thầy khoa lý của bạn nhìn thấy bài giải 1 dòng của bạn sẽ cho điểm tối đa vì ổng hiểu bạn viết gì nhưng đối với những người kiến thức vật lý kém cỏi như mình thì nhìn vào nó cứ như nhìn vào một bài toán tích phân đường 4-5 lớp :xauho:

@mr satthu: Bạn vui lòng giải thích 1 tí về công thức
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Q= h.A. (Ts-Ta)
[/FONT][FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]các đơn vị của nó. Theo mình thấy công thức này không nói lên đặc tính của không khí. Nếu có thì chỉ có đại lượng h, và đại lượng này theo mình nghĩ nó chỉ liên quan đến không khí.
Trong bài dịch dó mình có thấy nói đến nhiệt trở. Mình nhận thấy rằng, tác giả lúc này đang phân tích các tình huống với 1 vật đặc và có hình khối- ý mình nói là vật này có một lượng khá lớn phân tử của vật đó nằm ở bên trong không được tiếp xúc với không khí. Tác giả phân tích gộp luôn cả quá trình truyền nhiệt từ các phân tử bên trong ra lớp vỏ và từ lớp vỏ ra lớp không khí bìa (lớp không khí này dính chặt không di chuyển, thế nên tác giả mới đề cập đến đối lưu và hệ số đối lưu).
Vậy tức là tác giả đang làm là gộp cả 2 kết luận của bạn lại để giải thích việc tản nhiệt của vật ra ngoài không khí trọn vẹn cả 2 quá trình 2 và 3.

Theo mình nghĩ nếu bạn trích ra được đoạn nào đó, chỉ nói đến việc truyền nhiệt từ lớp vỏ của vật sang lớp không khí bìa bao quanh vật thì đó để chứng minh cho Đồng và Nhôm thì sẽ thuyết phục hơn cho quá trình thứ 3.

ps: bạn cứ tự tin mà dịch không cần phải đưa bản tiếng anh để anh em xem xét. Chuyên ngành kĩ thuật thì khó đọc lắm, do nhiều từ chuyên môn. Và dù sao thì không thể nào bạn dịch sai ý của tác giả được, vì giọng văn của tài liệu kĩ thuật là phải rõ ràng, dễ hiểu, không có chuyện câu chữ mang nhiều nghĩa được.
[/FONT]

Giã từ wcooling roài :lacdau: :cachua:

kiddy®, 31/8/06

#154
kiddy® New Member

Bài viết:

75

Oh sorry, chưa kịp đọc post thứ 2 của bạn.
Cái Định luật của Newton : [FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Q= h.A. (Ts-Ta) [/FONT]áp dụng cho mọi trường hợp và không bị ảnh hưởng bởi mức độ đậm đặc của không khí à ?
hay nó áp dụng cho trường hợp không khí bình thường có áp xuất 1 atm (at-mot-phe, khong nho viet the nao nua :() ?
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif][SIZE=-1][/SIZE][/FONT]

Giã từ wcooling roài :lacdau: :cachua:

kiddy®, 31/8/06

#155
mr_sat_thu New Member

Bài viết:

156

kiddy nói:

@mr satthu: Bạn vui lòng giải thích 1 tí về công thức
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Q= h.A. (Ts-Ta)[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]
[/FONT][/FONT][FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]các đơn vị của nó. Theo mình thấy công thức này không nói lên đặc tính của không khí. Nếu có thì chỉ có đại lượng h, và đại lượng này theo mình nghĩ nó chỉ liên quan đến không khí.
Click to expand...

[/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Công thức này là công thức tính nhiệt lượng truyền qua đối lưu (tỏa nhiệt ra không khí của vật rắn) trong 1 giây [/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]A là diện tích đương nhiên đơn vị là m2[/FONT]
[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Ts, Ta là nhiệt độ thì đơn vị ở đây là độ K
Q: nhiệt lượng toả ra trong 1 giây : đơn vị là W
===> h=Q/[A.(Ts-Ta)] ==> h có đơn vị là W/m2.K

kiddy nói:

Trong bài dịch dó mình có thấy nói đến nhiệt trở. Mình nhận thấy rằng, tác giả lúc này đang phân tích các tình huống với 1 vật đặc và có hình khối- ý mình nói là vật này có một lượng khá lớn phân tử của vật đó nằm ở bên trong không được tiếp xúc với không khí. Tác giả phân tích gộp luôn cả quá trình truyền nhiệt từ các phân tử bên trong ra lớp vỏ và từ lớp vỏ ra lớp không khí bìa (lớp không khí này dính chặt không di chuyển, thế nên tác giả mới đề cập đến đối lưu và hệ số đối lưu).
Vậy tức là tác giả đang làm là gộp cả 2 kết luận của bạn lại để giải thích việc tản nhiệt của vật ra ngoài không khí trọn vẹn cả 2 quá trình 2 và 3.

Theo mình nghĩ nếu bạn trích ra được đoạn nào đó, chỉ nói đến việc truyền nhiệt từ lớp vỏ của vật sang lớp không khí bìa bao quanh vật thì đó để chứng minh cho Đồng và Nhôm thì sẽ thuyết phục hơn cho quá trình thứ 3.
Click to expand...

Cái đoạn này là dành cho việc truyền nhiệt từ lớp vỏ ra không khí nè bạn, công thức luôn đó

Mr_sat_thu nói:

In practical applications, the conduction resistance isn't the only resistance your have to fight. Tuy nhiên trong cả quá trình thì nhiệt trở trong bản thân vật liệu không phải là chướng ngại duy nhất. The next big resistance is due to convection. Còn một vật cản nghiêm trọng hơn đó chính là quá trình đối lưu .Even if the heat works really hard or you use a very high conductivity material, it still has to go through the air in order to be completely rejected. Cho dù vốn bản thân quá trình truyền nhiệt đã gặp nhiều chướng ngại và bạn đã sử dụng loại vật liệu truyền nhiệt tốt nhất nhưng nhiệt lượng còn phải trả qua cửa ải cuối cùng trước khi nó được hoàn toàn thải vào không khí. There is this very thin layer of air (or the working fluid) right at the surface of the solid object that shows the greatest resistance to the heat transfer. Có một lớp không khí (hay lưu chất) rất mỏng bám sát ngay trên bề mặt vật rắn và đây chính là chướng ngại vật lớn nhất trong quá trình truyền tải nhiệt lượng ra không khí. This first layer of the air actually sticks to the surface and does not move. Lớp không khí đầu tiên này 'bám chặt" vào bề mặt vật rắn và ko bao giờ tách rời nó. The other layers slide over this first layer and can take the heat away. Lớp không khí sát ngay lớp khí mỏng đầu tiên này mới là thứ có thể hoàn toàn tiếp nhận nhiệt lượng để hoàn tất quá trình turyền tải nhiệt. This layer is called the boundary layer. Lớp khi mỏng đầu tiên - con kỳ đà cản mũi khó chịu của chúng ta - được gọi là "Lớp khí vùng biên giới"
There are some intuitive things we all know about removing heat by convection. Bằng vào trực giác nhạy bén, chúng ta biết cách giải tỏa nhiệt độ bằng quá trình đối lưu này. If we move the fluid faster, we can carry more heat away.Nếu chúng ta di chuyển không khí (hay lưu chất) nhanh hơn thì chúng ta có thể nhanh chóng giải tỏa nhiệt nhiều hơn. If we use a more thermally conductive fluid, we take more heat off. Nếu chúng ta có nhiều không khí (hay lưu chất) hơn thì chúng ta có thể giải nhiệt nhiều hơn. If we create turbulence which mixes things up pretty good, we can take more heat away from the surface. Nếu chúng ta làm cho không khí hay lưu chất chuyển động tốt thì chúng có thể giup ta mang đi nhiều nhiệt lượng thải ra môi trường xung quanh. The convective resistance is related to a parameter called Heat Transfer Coefficient. Sự cản trở dòng nhiệt trong quá trình đối lưu liên quan đến một đại lượng mà ta gọi là "Hệ số truyền nhiệt đối lưu " - kí hiệu là h. Defining and understanding this important parameter requires another tutorial. Các vấn đề liên quan đến h chúng ta sẽ nói sau. Here is suffices to just use the Newton's Law of cooling: Sau đây là định luật Newton về quá trình truyền nhiệt do đối lưu:
Q= h.A. (Ts-Ta)
Where h is the heat transfer coefficient, A is the surface area, ts is the surface temperature and Ta is the reference temperature.
h: Hệ số truyền nhiệt đối lưu
A: Diện tích tiếp xúc với không khí của vật rắn.
Ts: nhiệt độ vật rắn
Ta: nhiệt độ không khí xung quanh
By rearranging the equation we see a familiar format: bằng cách viết khác, phưong trình trên có thể viết là:
Q= (Ts-Ta)/(1/hA)
Q= (Ts-Ta)/Rconv
where Rconv = 1/hA.
Vậy Rconv ta gọi là Nhiệt trở đối lưu của chất rắn.
This means that if you are looking at an electronic component, for example, the heat must overcome at least two resistances before it can reach the ambient. Điều này có nghĩa là nếu như bạn muốn khảo sát vấn đề truyền nhiệt từ vật rắn vào không khí thì bạn phải quan tâm đến ít nhất hai vật cản dòng nhiệt trước khi dòng nhiệt được thải vào không khí. The first resistance is from the location of the heat generation to the surface and the second one is from the surface to the ambient. Vật cản đầu tiên chính là nhiệt trở trong bản thân vật rắn, nó cản trở dòng nhiệt đi từ nguồn nhiệt đến bề mặt vật rắn. When you use a more conductive material, you are only dealing with the first resistance. Nếu chúng ta chỉ quan tấm đến vật liệu truyền nhiệt thì chúng ta chỉ cần tham khảo Nhiệt trở của bản thân vật liệu. To reduce the second resistance, you must deal with h. Nhưng nếu chúng ta quan tâm đến giai đoạn thải nhiệt vào không khì xung quanh thì chúng ta phải tham khảo đến Hệ số truyền nhiệt đối lưu h.Enough about h for now as we will deal with it in a separate tutorial. Chúng ta sẽ tìm hiểu cụ thể về h trong chương tới.

Click to expand...

Cái đoạn nhiệt trở của bản thân kim loại là một bài riêng.
Cái đoạn tính h là một đề tài riêng chứ ko phải tác giả làm một lèo đâu bạn. Mình phải gắn kết chúng lại cho mạch lạc để anh em đọc cho dễ. Mỗi bài mình đều có link riêng tham khảo.
[/FONT]

Giờ anh biết làm sao khi anh ..đã dối em, còn người kia vì anh mà...đớn đau người ơi :sun:

mr_sat_thu, 31/8/06

#156
mr_sat_thu New Member

Bài viết:

156

kiddy® nói:

Oh sorry, chưa kịp đọc post thứ 2 của bạn.
Cái Định luật của Newton : [FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]Q= h.A. (Ts-Ta) [/FONT]áp dụng cho mọi trường hợp và không bị ảnh hưởng bởi mức độ đậm đặc của không khí à ?
hay nó áp dụng cho trường hợp không khí bình thường có áp xuất 1 atm (at-mot-phe, khong nho viet the nao nua :() ?
Click to expand...

Ok, ko bị ảnh mức độ đậm đặc của không khí , chỉ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ không khí mà thôi.

Giờ anh biết làm sao khi anh ..đã dối em, còn người kia vì anh mà...đớn đau người ơi :sun:

mr_sat_thu, 31/8/06

#157
kiddy® New Member

Bài viết:

75

Và nó chỉ áp dụng cho tiết diện phẳng ? Nếu là một mặt cong bất kì thì sao ? có nhiều dạng mặt cong gây ra tập trung nhiệt 1 khu vực và dễ dàng gây ra "dòng".
Cấu tạo của mặt cong sẽ gây ra ảnh hưởng đến chữ lưu đấy. Nếu nói đến chữ lưu thì nó lại rất phức tạp. VD như : vật là 1 quả cầu và nhiệt phân bố đều thì, ở điều kiện hoàn hảo, không hiểu sẽ xuất hiện chữ "lưu" ra sao. Mình không tưởng tượng được ra "dòng chảy" nào xung quanh khối cầu cả. Thà như nó "phân cực" (nhiệt tập trung một số chỗ) Thì có thể sẽ xuất hiện chữ lưu thành dòng như như những đường sức, chỗ nóng nhất và chỗ nguội nhất của vật.
Công thức trên có áp dụng được cho trường hợp vật ngâm vào dung dịch không ?

[FONT=Arial, Helvetica, sans-serif]

Nếu chúng ta có nhiều không khí (hay lưu chất) hơn thì chúng ta có thể giải nhiệt nhiều hơn.
Click to expand...

[/FONT]

Mặc dù là định luật, chắc chắn đúng rồi, nhưng mà sao khó hiểu quá :bun: . Theo như câu này thì có vẻ độ đậm đặc sẽ ảnh hưởng mà.

Theo ý kiến chủ quan của mình, chứng minh vấn đề này mà hoàn toàn không có gì "lưu" hết thì sẽ hay hơn. Vì bản thân chữ lưu nó mang nhiều tính chất phức tạp : đường, hướng, tốc độ, thậm chí mật độ nữa. Về mật độ thì có thể nói là độ nhiều của các phân tử nhận nhiệt và mang ra chỗ khác. Giống như thiếu hồng huyết cầu sẽ không cung cấp đủ dinh dưỡng và gây ra các chứng như uể oải, chóng mặt ... Nhiều hồng huyết cầu sẽ tốt hơn chứ. Một ví dụ không rõ ràng khác là dân chơi WC họ lại nói xài ống phi 12 và đầu nối phi 12 ngon hơn xài ống phi 10 và đầu nối phi 10.

Hix thành ra mình lại thấy rằng mật độ tác động khá lớn đến khả năng cũng như tốc độ của tản nhiệt đấy chứ. Còn cái công thức, định luật của Newton thì bảo không ảnh hưởng.

Hix, chắc tại mình cố chấp, không hiểu rõ hay thấy không thỏa mãn ý mình là cố bảo vệ ý kiến cho bằng được :bun:, có lẽ vì tiêu chí của mình là : cả thế giới nói đúng chưa chắc gì đã đúng :D (giống Ga-li-le : dù sao trái đất vẫn quay :D), cũng vì thế mà hồi cấp 3 đem cãi lý về cách giải 1 bài toán với ông thầy toán, mà xém bị đuổi khỏi lớp, hix mà xem lại sách thì rõ ràng mình đúng chứ có sai đâu, ông thầy lại biểu sai :bun:

Giã từ wcooling roài :lacdau: :cachua:

kiddy®, 31/8/06

#158
PMT Thành viên mới

Bài viết:

494

Nơi ở:

HCM

Chip nói:

Tổng hợp cả 4 quá trình: Cu heatsink tản nhiệt cho CPU tốt hơn Al.
Click to expand...

Ặc ặc, xin hỏi có ai chưa biết điều này trước khi chip chứng minh không??? Ai chưa biết thì giơ tay lên nhé.
Tui xung phong bỏ tay xuống :D
Không ngờ chuyện này mà cũng phải đi chứng minh tùm lum tà la, tui biết cách đây lâu lắm rồi, không nhớ nổi là lúc nào nữa.
Đi ngủ cái nhỉ, sáng mai rảnh sẽ đọc bài của sát thủ sau.

PMT, 31/8/06

#159
kiddy® New Member

Bài viết:

75

spam phát : giờ này là 2h7 phút AM vẫn có 4 mạng đang lao đầu vào đọc

Hiện đang có: 4 người (4 thành viên và 0 khách) đang xem chủ đề này.
kiddy®, dracula slayer, Chip, mr_sat_thu

Giã từ wcooling roài :lacdau: :cachua:

kiddy®, 31/8/06

#160

(Bạn phải Đăng nhập hoặc Đăng ký để trả lời bài viết.)

Trang 16 của 23 trang

Chia sẻ trang này

XenForo Add-ons by Brivium ™ © 2012-2013 Brivium LLC.

Tìm kiếm