家好,我是蘭州老張,從事電腦行業20余年,寫此系列文章的初心在于讓廣大老年人也能搞明白各類復雜的電腦知識,文章里不會出現生澀的專業名詞和硬核知識,希望大家喜歡關注支持收藏點贊。
這一系列文章里,我會用淺顯易懂的圖文來給大家介紹下電腦的各個配件,老年人也能看懂的哦~
這篇文章是緊接上一篇:「老年人也能看懂的電腦知識」第七篇:什么是機箱?
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一臺臺式電腦里面的部件,基本上都是集成電路,集成電路運行時是幾乎沒有噪音的,那么,你的電腦每次打開那種嗡嗡嗡或者轟轟轟的聲音是哪里發出的呢?
看過我以前發的文章的朋友應該都能猜到,就是你的電腦機箱里面各個散熱風扇發出的聲音。
普通的電腦機箱里面有很多散熱風扇,首先就是CPU散熱風扇,常見的長這樣:
常見的CPU風扇正面
風扇正面就是一個黑色的風扇,下面是鋁制散熱片。
常見的CPU風扇背面
背面中心是鋁制或者銅制的散熱中心,上面一般有一層薄薄的硅脂,周圍是四個卡子用來卡到主板上。
買電腦的時候沒人專門關注過這玩意兒吧?我和你們講,這種是最差的CPU風扇!這種風扇就算全新的時候,運轉噪音都非常大,何談你們使用一段時間后產生老化而且上面落滿了各種污垢以后的噪音了,說拖拉機都是給面子了。
所以,如果你們發現你們的CPU風扇是這種,我建議你們第一時間更換掉!因為更換CPU風扇有一定的難度,不建議自行更換,最好去找當地的電腦公司或者電腦達人。
常見的四熱管風扇
上圖是常見的四熱管風扇,這種熱管風扇的散熱效果,比常見的CPU風扇不知道好了多少倍,因為散熱效果比較好,所以噪音特別低,而且自帶調速功能。如果你不是高強度使用,風扇會始終保持一種低轉速運轉,幾乎聽不到什么聲音。
這種風扇一般的也就100塊錢左右,別舍不得這個錢,對你的電腦好處很多。
當然了還有現在比較高端的水冷系統,由于水冷系統門檻較高,安裝復雜,且價格昂貴,我這里不細講,有興趣的可以評論區給我留言咨詢,不建議普通用戶安裝。
接下來就是電源風扇了,前面的文章里面講過,電腦機箱里安裝的電源里面,是帶一個風扇的,如果你當初買電腦的時候瞎雞兒買,買到了不好的電源,恭喜你,你又收獲了一個噪音源。
電源內的風扇
有朋友說了,我當初不知道呀,那現在咋辦呢?別著急,電源風扇也是可以更換的,如果你的電源風扇現在噪音已經很大了,建議你更換個更好的滾珠電源風扇,由于拆解電源安裝風扇有一定難度,不建議自行處理,還是拿去當地的電腦公司或者找電腦達人搞定。
又有朋友說了,風扇可以加潤滑油的呀!我和你講,質量差的風扇,本身做工就不好,你就算動手能力強,拆開風扇加了潤滑油,也是治標不治本,用一段時間會故態復萌的,本身體質就不好,你就拿油泡著都沒用。
如果有的朋友電腦安裝了獨立顯卡,那么顯卡上也是有風扇的,普通的長這樣:
低端顯卡上的風扇
高端顯卡的長這樣:
高端顯卡上的風扇
高端顯卡咱就不說了,現在的高端顯卡好的上萬,低的也要大幾千,都這價錢了,一般不會給你用太差的散熱系統的,大家只要注意定期清理風扇上面的灰塵等污垢就可以了。
而低端顯卡的風扇,那可是噪音大戶,本身低端顯卡就很便宜,風扇能給你用啥檔次的?用個一兩年,那聲音就像一萬只蒼蠅在你耳朵邊開派對。所以,我個人建議還是趁早換掉吧。
通用顯卡風扇
這種是便宜的通用顯卡風扇,雖然不帶熱管,但放心,比你那顯卡自帶的風扇好很多,但這種便宜風扇時間久了如果你不注意清潔保養,還是會有噪音出現的,所以要定期清潔風扇上的各種污垢,保證風扇健康運轉。
帶熱管顯卡風扇
如果要求更高,可以考慮更換這種帶熱管的顯卡風扇。當然了,更換顯卡風扇同樣比較復雜,不建議自行更換。
如果你把這三種風扇都按我說的更換完畢,你再次打開電腦,你或許會疑惑你的電腦到底開沒開機,因為噪音已經幾乎沒有了。
如果你想告別以前那樣的生活,在嗡嗡嗡轟轟轟的電腦前面工作和娛樂,趕緊行動起來,換換換!
以上介紹了CPU風扇,電源風扇,顯卡風扇這三種臺式電腦里常見的三種風扇,大家整明白電腦里的散熱風扇是什么了嗎?如果還有什么疑問,歡迎在評論里給我留言,我會第一時間回復哦。
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我們生活中,像吊扇、臺扇這些在夏天幾乎是必不可少的,在各種電子設備中,也隨時都可以見到大大小小的各色風扇,在我們天天打交道的電腦中,風扇更是如影隨行,機箱中有前置風扇、后置風扇,顯卡上一般都有兩三個小風扇,風冷和水冷散熱器上那風扇必須是標配了。很顯然,我們、尤其是我們的電腦那是離不開風扇了!
這些風扇有什么用呢?你一定會說,風扇吹出來的風涼快,可以幫助散熱,恭喜你答對了~但我們還是要看看它到底是怎么幫助散熱的。
在中學物理我們學過,自然界中熱傳遞有三種基本方式:傳導、對流和輻射,熱從物體溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分,叫做傳導;而靠液體或氣體的流動來傳熱的方式叫做對流;熱由物體沿直線向外射出,叫做輻射。
上圖標示一個標準風冷散熱器它的熱量傳遞方式,對于日常散熱而言,輻射傳遞的熱量可以忽略不計,物體與空氣主要的熱交換方式是對流,比如散熱器借助風扇扇葉的轉動將其機械能轉換為空氣的勢能和動能,從而形成強制對流將鰭片熱量傳遞到環境中來幫助CPU降溫。
既然有借助外力的強制對流,也就存在有自然對流,自然對流就是無外力推動由流體自身溫度場的不均勻所引起的流動。無論是強制對流還是自然對流,它們的熱流量都可以這樣來描述:
熱流量=對流傳熱系數 × 物體表面積 ×(物體表面溫度 - 流體溫度)
顯然同樣條件下,對流傳熱系數將決定熱流量的大小,在這兒強制對流傳熱系數遠強于自然對流傳熱系數,比如空氣自然對流傳熱系數5 ~ 25W/(m2*K),強制對流傳熱系數20 ~ 300W/(m2*K),水的自然對流 200 ~1000W/(m2*K),強制對流 1000 ~ 15000W/(m2*K),可以看到,雖然說在不同情況下傳熱系數略有不同,但總體上,強制對流傳熱系數一般是自然對流系數的5-10倍,所以,借助風扇外力的強制對流方式能極大提升熱流量,有效地幫助物體進行散熱!
在整個散熱系統中,風扇的作用就是加快空氣的流動,將自然對流變成強制對流,如果只是單純的散熱片,就算表面積再大,因為是自然對流的原因,散熱效果也很差勁,如果沒有風扇強制對流提升熱流量,散熱器規模再大也很難有實際意義。
再以一個標準的風冷散熱器為例,熱量從散熱器轉移到空氣中,以下是它的熱轉換模型:
熱轉換量=空氣比熱 × 流動的空氣重量 × 空氣上升的溫度
在這樣一個方程式中,流動的空氣重量是和風量(風量的概念下面會詳細講到)成正比的,直觀上來說,更好的風扇能在同樣的時間內吸入更多新的冷空氣,單位時間內與散熱器交換的熱量也就更多,也就是更大的風量會帶來更好的散熱效果,但是,在電腦機箱這種空間有限的地方,這件事也不是這么簡單。
在機箱這種體積并不算大,且并不是絕對理想的環境下,除過我們日常關心的RGB燈光效果和風扇轉速外,決定風扇的核心散熱能力的兩大因素是風量和風壓。
風量指的就是風扇單位時間內送出或吸入的空氣總體積,單位主要是CFM(立方英尺/每分鐘),有時還會使用立方米每小時這個單位,既M3/H,貓頭鷹的風扇上就經常用這個單位,比如大名鼎鼎的NF-A12,風量數據為102.1 立方米每小時 [M3/H],經過換算大概是60.09立方英尺每分鐘 [CFM]。
在前面我們已經說過了,大風量是散熱系統的核心,同一時間內吹入更多新的冷空氣就可以加快熱傳遞,最終帶來更好的散熱效果,在計算上,風量=出風口面積×平均風速,反應到實際情況中,就是風扇尺寸越大、轉速越高、風量越大。
我找到了一些市場上比較熱門的風量扇給大家做對比,可以看到各品牌的12cm的風扇在擁有更高轉速的情況下,風量還是遠不如14cm風扇的,甚至因為更高的轉速還會帶來更高的噪音。
而風壓就是為了能夠正常通風,設備所需要克服的阻力,通常指風扇出風口與入風口的壓強差,我們一般會將測量到的壓力的變化值稱為靜壓,一般來講散熱風扇中的風壓都是指靜壓,在散熱風扇上我們使用一個不常見的單位:mmH?O,既毫米水柱。
風壓的概念有點復雜,簡單點講就是給氣流增加多少壓力,讓它吹得更遠,相對于風量就是:一個只管進風吹,吹到那里去了不負責。一個只管把風吹的遠,吹進去多少不負責。當然了,放在散熱系統里面,我們肯定是希望風扇吹的更遠的,能將冷風送到機箱的最深處,或者吹過整個散熱鰭片。
為了做到這一點,風量扇和風壓扇在設計上有不同的取向,通常風壓扇的扇葉數量較少,但形狀都比較復雜,且總體上傾角偏大,這樣的目的就是在氣流經過風扇時,給氣流增加更大的壓力。
風量和風壓是兩個相對的概念,在定量定溫的情況下,理想氣體的體積與氣體的壓強成反比,即 V=K/P (V是指氣體的體積,P指壓強,K為一常數),也就是著名的玻意耳(Boyle)定律,玻意耳是英國化學家,他在1662年提出“在密閉容器中的定量氣體,在恒溫下,氣體的壓強和體積成反比關系。”這也是人類歷史上第一個被發現的“定律”。
在風扇設計中,通常通過扇葉的設計來調控風壓和風量的大小。也就是扇葉才是一個風扇的靈魂,像扇葉葉片數目、葉片曲率、葉片傾角、葉片沖角、葉片寬度、葉間間隙等,都會影響到風扇的性能,且它們間相互制約,關系復雜,基本是要反復調整來尋找一個適合目標的平衡點。
比如扇葉越偏向細長,留出給空氣流通的空隙比較大大,這樣容易實現大風量,但這樣就會犧牲一些風壓性能。而風壓扇則普遍擁有厚實的扇葉,這樣會導致吹過的空氣少,也就是風量下降,但會更利于推動空氣加速,可以實現更大的風壓。
ARCTIC A12 風量扇 / ARCTIC P12 風壓扇
當然了,從散熱的角度上講,要想散熱效果好,風量風壓都得高,以上所說的風量扇和風壓扇都是在同樣功率或者相對安靜情況下的取舍,如果你不在乎噪音,那其實是可以部分兼顧的,比如有一些工業扇,在放寬的噪音的情況下,提高功率轉速后可以同時達到很高的風量和風壓水平。3000轉的貓頭鷹NF-A14,可以提供269.3M3/H(158.3CFM)的風量和10.52mmH2O的風壓,遠超普通14cm風扇的水平,但如果仔細研究就可以發現,這款風扇還是比較偏向于風壓的,在3000轉的情況下風量上相比1800轉左右的風扇是2倍左右的水平,但在風壓上已經是接近4倍多。
就是說雖然風量風壓在理論上有取舍,但如果直接強行拉高轉速,也是可以兼顧到一部分,這里還有一份先馬的冰風風扇的轉速和風量風壓的對比圖,可以看到隨著轉速的提高,風扇的風壓風量都有所提升,當然噪音也有所提升。
現在的風扇廠商也都在宣傳同時兼顧風量和風壓,但在電腦散熱這種小直徑的風扇上,還是更容易做到更高的風壓,總體上,高端散熱風扇也比較偏向于風壓。
在了解了風壓風量的單位后,我們就可以根據這些數值來認真分析下,如果你是風冷散熱器,在單塔且塔身不算厚的情況下,建議使用風量扇,畢竟大風量還是散熱的核心,但如果是一些鰭片布置非常密集的散熱器那一定是建議使用風壓扇,風壓不夠的話空氣完全無法到底鰭片后半部,毫無疑問就會影響到散熱效果。對于一體式水冷來說,絕大多數情況下,都建議使用風壓扇,如果是一些特制的薄冷排,也可以使用風量扇,我找來一些360的水冷產品,可以發現,上面搭載的風扇幾乎都是風壓扇。
但如果是在機箱的散熱上事情就變的復雜了起來,我們此前在一篇講解風量風壓扇的文章里就建議風壓做進風,風量做出風。因為機箱的設計千奇百怪,總體上機箱的前面板距離散熱器較遠,有一些機箱在進風口后面就是硬盤架,甚至有些手辦愛好者還會在機箱里面放娃娃,大家不要太迷信所謂風道,而CPU散熱器尾部和機箱尾部出風口的距離一般是比較固定的,也不會有什么障礙物,所以我們建議前進風使用風壓風扇,出風使用風量風扇,除非機箱本身是ITX或者體積比較小機箱。
在散熱系統中,風扇提供動力,將機械能轉換為空氣的動能和勢能,強制空氣對流,能很好的幫助目標散熱,哪怕是只有500RPM的轉速,那也是質的飛躍,所以,如果可以,盡量為你的散熱系統配上風扇。
至于是風量與風壓的考慮,稍顯復雜,基本原則就是,如果風扇提供的冷空氣達不到你需要散熱的部位,就換用更大風壓的風扇,否則,使用更大風量的風扇。當然實際情況會復雜些,有時也可以適當取舍,在性能、噪音、美觀等方面達到一個平衡。
總的來說如果你想只看篇文章就找到合適的散熱方案那不太可能,電腦散熱仍然需要取舍,我見過不少說自己對噪音完全不在乎的人,在聽到3000轉風扇的怒吼后紛紛表示:還是安靜一點的好。而不同的機箱和硬件組合需要大量的測試和驗證,本文主要還是基于理論方面的說明,對于玩家自己的散熱方案僅供參考。
么是散熱器?
散熱器是調節和管理計算機組件溫度的散熱器。它們通過吸收組件產生的熱量并將其輻射到空氣中來保持計算機冷卻。隨著計算機變得更加先進并推動更高的性能,熱調節成為關鍵要素。拒絕容納高溫組件可能會導致產品壽命縮短、系統故障,并最終對計算機造成永久性損壞。
為什么無風扇設計對工業應用很重要?
無風扇設計在工業應用中具有重要意義,因為其已經硬化和堅固的外形尺寸。使用全封閉系統,外部條件不會接觸到內部的敏感組件。一個例子是我們的工業計算機在空氣中存在腐蝕性元素和碎片的工廠中的部署。這些腐蝕性顆粒和碎屑會損壞計算機的內部結構并最終毀壞它。然而,憑借我們的無風扇設計,計算機可以在這些惡劣條件下持續可靠地運行。與傳統臺式計算機相比,無風扇被動冷卻設計是邊緣計算機的一項關鍵功能。
散熱器如何冷卻計算機?
散熱器由銅和鋁等導電材料制成,可有效吸收和快速散發熱量。大多數散熱器都是鰭狀的,以最大限度地增加表面積以將盡可能多的熱量分配到空氣中,并且能夠進行“自然對流”。自然對流是熱量分布到輻射到空氣中的被動運動。
有哪些不同類型的散熱器?(主動冷卻與被動冷卻)
由于某些計算機組件(例如 GPU)會產生大量熱量,因此需要添加風扇來主動冷卻組件。散熱器將熱量從這些組件中帶走,風扇將熱量吹出整個系統。但是,被動冷卻僅依靠散熱器將熱量從組件中散發出去,而無需風扇。出于工業目的,計算機采用無風扇設計。計算機是完全封閉的,因此產生的熱量會被困在系統內;其次可以設計一個散熱器機箱,熱量會散布到整個系統的機箱并散發到外面的空氣中。這樣,系統內產生的任何熱量都會通過散熱器機箱適當地散發出去。
需要散熱器的常用關鍵組件
計算機上產生最多熱量的三個主要組件。如果這些部件上沒有任何熱調節器,計算機系統最終將出現故障并無法運行。
CPU(中央處理器)
CPU是整個計算機的“大腦”,幾乎是所有數據處理的地方。從電腦內部看,主板上的大量散熱片和銅棒是CPU的散熱器。臺式計算機使用主動冷卻來調節CPU的溫度,但是,工業計算機保持無風扇并使用機箱散熱器設計的被動冷卻。需要注意的是,被動冷卻僅與設置了TDP(熱設計功率)的某些CPU兼容。超頻和高熱負荷的CPU無法正確被動冷卻。