¿El color de un disipador de calor afecta su rendimiento en la disipación de calor?

Sé que los disipadores de calor vienen en diferentes formas de aletas y esas diferentes formas de aletas afectan la forma en que disipan el calor. Sin embargo, hay algo que no pude entender sobre ellos y es su color.

¿Alguien puede explicar cómo afecta el color a un disipador de calor cuando entra calor disipador? Las explicaciones complejas son bienvenidas porque tengo mucha curiosidad sobre este asunto en particular.

colors cooling heatsink

— Bob volviendo loco
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Creo que la pregunta es de dónde viene el color. Si es el material natural, la pregunta es cómo se lleva a cabo. Si el disipador de calor está pintado de un color, me preocuparía la conductividad de la pintura. Así que no importa, pero no rocíe el suyo con pintura negra para que se vea genial

— Andrey

@Andrey, los disipadores de calor generalmente están anodizados. Lo mismo para cuadros de bicicleta de alta calidad.

— Vorac

Respuestas:

Sospecho que es poco probable, aunque depende de lo que entiendas por color. Existen tres modos fundamentales de transferencia de calor para cualquier material, y solo uno de ellos se ve directamente afectado por el color.

El calor se transfiere desde la fuente de calor al disipador de calor, y desde el disipador de calor al aire por conducción. La mayoría de los disipadores de calor están hechos de cobre (pesado y relativamente caro) o aluminio, y el cobre generalmente se deja natural, y el aluminio tiene una cubierta transparente natural de Al ₂ O ₃ , o está anodizado y coloreado. Para la conducción, el material en lugar del color es importante.

La convección es el movimiento del calor a través del movimiento del aire. Si bien el enfriamiento pasivo simplemente usa esto, puede aumentar su eficiencia al aumentar el área de superficie (es por eso que los disipadores de calor tienen aletas) o por convección forzada, soplando aire para llevar el calor. Si bien el aire no es un buen conductor, la convección en el aire es cómo se enfría todo, desde los automóviles hasta los disipadores de calor. Esto es muy eficiente y realmente no depende de las propiedades del material del disipador de calor o del color.

La radiación es ... francamente horrible para transferir calor a menos que esté en el vacío (también aspira en el vacío, pero la conducción y la convección no pueden suceder). Se ve afectado por el color de la superficie.

Hablando en términos prácticos, un disipador térmico que se colorea es completamente para apariencia y afectará el enfriamiento menos que el área de superficie, el flujo de aire, el material y el contacto entre la fuente de calor y el disipador de calor.

— Journeyman Geek
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La radiación es casi tan eficiente en el aire como en el vacío. IOW, todavía es horrible en el vacío. Pero la convección y la conducción son mucho peores. Es por eso que las botellas de termo utilizan una aspiradora para el aislamiento.

— MSalters

Si eso es verdad. Edité mi respuesta para reflejar eso.

— Journeyman Geek

Una formulación más adecuada sería "la radiación es horrible para transferir calor, excepto a temperaturas muy altas ". La razón es que, si bien la conducción de calor se disipa simplemente con una potencia proporcional a la diferencia de temperatura ( P ∝ Δ T ), ¡la potencia de radiación que emite un cuerpo negro es proporcional a T⁴ ! Para enfriar algo extremadamente caliente, la radiación es muy efectiva. Usualmente no lo llamamos enfriamiento en esos casos, pero consideremos el sol: un enorme reactor nuclear que necesita enfriamiento. ¿Cómo, en el vacío? ¡Radiación!

— Leftaroundabout

Por desgracia, han pasado años, y mi física está oxidada.

— Journeyman Geek

No es muy relevante, pero cuando era niño, visité la Base de la Fuerza Aérea Edwards y vi un X-15. Le pregunté a la guía por qué estaba pintada de negro si el negro absorbe calor. Él dijo que sí, pero también lo reradia muy bien. Estoy seguro de que hay otras buenas razones por las que puede haber sido negro, pero ...

— Joe

Este artículo de Wikipedia tiene información / discusión sobre eso. Solo repito algunos enlaces a continuación. Para la discusión completa, puede mirar el artículo.

Color del disipador de calor

De http://www.radianheatsinks.com/support/faqs.html

¿Cómo afecta el color de un disipador de calor a su rendimiento térmico?
En convección natural, un disipador de calor negro u oscuro tendrá un rendimiento del 3% al 8% mejor que un disipador de aluminio en su color plateado natural. Esto se debe al hecho de que los colores oscuros irradian calor de manera más eficiente.

En aplicaciones de aire forzado, el color de la superficie no aumenta el rendimiento del disipador de calor debido al aumento de la convección. El color solo proporcionaría beneficios cosméticos.

De http://www.globalwinusa.com/faqs/heatsink/color.html

¿El color del disipador de calor afecta la disipación de calor?

El negro es el mejor cuerpo térmico en términos de absorción o emisión. Supongamos una situación de vacío, si la superficie "A" de un disipador de calor negro está totalmente cubierta en T1 (temperatura 1) por otro cuerpo negro en T2 (temperatura 2), el disipador de calor negro obtendría la energía reflejada de otro cuerpo negro en la reflexión Ad de energía (T14-T24) que llamamos ley de radiación térmica "Stefan-Boltzmann", aquí se refiere a la constante de Stefan Boltzmann, es 5.6697 x 10-8 W / m2? K4. Por lo tanto, si se basa en lo anterior, T1 es la temperatura obtenida del disipador de calor negro en la CPU, T2 es la temperatura ambiente alrededor de la CPU. Entonces, si T14-T24 es un valor positivo, sabemos que el negro es el mejor transistor de disipación de calor ya que no hay una fuente térmica alrededor de la CPU dentro de la carcasa de la PC.

De http://www.bcae1.com/heatsink.htm

No pintes un disipador de calor. La mayoría de los disipadores de calor son de aluminio anodizado. Pintar un disipador de calor (especialmente si es una capa gruesa de pintura) es como poner una manta en el amplificador. Si absolutamente debe pintar el disipador de calor, use la capa de pintura más ligera y delgada posible.

— Rik
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¿Cuándo debes pintar absolutamente un disipador de calor?

— Marca Thomas el

Sí, también me pareció divertido. Tal vez si tiene una caja de vidrio (personalizada);) Pero aparentemente hay constructores de sistemas que desean hacer esto. Razones que van desde no estropear "la apariencia" como aquí hasta recubrirlo con un recubrimiento emisivo como aquí .

— Rik

-1

En un sentido absoluto, sí, lo afectará porque un disipador de calor negro absorberá más energía radiante ambiental que uno blanco. Cuanta más energía tenga en el disipador de calor, más tendrá que disipar ...

Ahora, ¿es esto medible en el alcance del enfriamiento de la CPU / GPU? IDK, sospecho que no.

Además, en una situación en la que TIENES suficiente energía radiante para marcar una diferencia notable, probablemente tengas problemas más grandes que un disipador de calor negro ... como la hoguera dentro de tu carcasa.

— mHurley
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Además, a menos que tenga una tonelada de fuentes de luz interna o tenga una ventana en su carcasa, no habrá tanta energía radiante ambiental. Tal vez del ventilador de la GPU, pero la mayor parte de la temperatura ambiente sería la que el disipador de calor acaba de enviar, hasta el punto de dudar de que algo dentro o alrededor de la carcasa envíe más energía radiante ambiental que el disipador de calor.

— Nzall