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Titolo: Dissipazione del Calore - Conduzione

Ciao.
Nei ritagli di tempo durante il lavoro provo a buttar giù quanto mi ricordo
in tema di trasmissione e dissipazione del calore.
@@@ Calore e Temperatura @@@
Il Calore, è la quanititò di Energia Termica complessiva presente in un
corpo.
La temperatura è la media del Calore. Questo in parole povere.
Ovvero, un fiammifero (acceso) ha un temperatura elevata, ma il suo Calore è
pressochè nullo rispetto a quello posseduto da un lago a 15°C...
@@@ Trasmissione del Calore @@@
Secondo una legge fisica ben precisa il Calore tende ad andare da una
superficie a più alta temperatura ad una a più bassa.
Esso si trasmette in tre modi, Conduzione (attraverso i solidi), Convezione
(attraverso i fluidi) ed Irraggiamento (attraverso onde energetiche- non le
Kamehameha!).
Data una fonte di calore (il nostro processore) abbiamo dunque queste tre
possibilità di asportare energia per mantenere la temperatura al livello
desiderato.
Le tremodalità esistono sempre, contemporaneamente, in qualunque situazione
di smaltimento. A seconda dei casi può essere più conveniente privilegiare
una canale piuttosto di un altro...
A parità di condizioni "al contorno", un sistema di smaltimento è più
efficente quanto più è elevato il "gradiente di temperatura".
Quest'ultimo è idealmente identificato con un vettore, quindi dotato di
origine, direzione ed intensità.
Al fine del calcolo si assume avere origine nel "baricentro termico" del
corpo caldo; la direzione è data dalla zona con più differenza di
temperatura.
L'intensità è data dalla differneza di cui sopra.
Quindi?
Idealizziamo il nostro processore (100 W? per comodità) con una superficie
di 100 mm2.
Supponiamo per comodità che la temperatura del die sia uniforme su tutta la
superficie.
Il baricentro termico si trova esattamente al centro del processore.
Il gradiente di temperatura avrà dunque origine dal baricentro.
La sua direzione e la sua intensità?
Questi dipendono dal sistema di smaltimento adottato, dalla disposizione
della sorgente nello spazio ed altri parametri (poco influenti).
Per semplicità ipotizziamo il processore disposto su di un piano orizzontale
(desktop).
Ipotizziamo anche una temperatura esterna (ambiente) di 20°C.
@@@ Trasmissione per Conduzione @@@
Qualunque tipo di sistema di smaltimento andassimo ad utilizzare ci
troveremmo sempre in presenza di una fase di smaltimento per conduzione,
attraverso un solido, la base del dissipatore.
Perchè i più blasonati disspatori adottano una base di rame ed il corpo in
alluminio (o interamente in rame)?
Perchè negli ultimi anni abbiamo visto l'ispessimento della base?
Il rame ha il coefficiente di trasmissione del calore migliore tra i vari
materiali comuni utilizzabili a tale scopo.
Questo comporta un buon gradiente di temperatura e quindi una migliore
trasmissione del calore (rispetto all'alluminio).
Il fatto di avere poi un ispessimento della base serve ad aumentare la massa
che per prima riceve il calore, che comporta un spostamento del baricentro
termico* più lontano dalla cpu (si parla di decimi di millimetro).
*dell'insieme CPU-dissipatore.
Direi di aver detto quasi tutto sulla Conduzione.
Alla prox con la Convezione.
Rod

> La temperatura è la media del Calore. Questo in parole povere. ???
io non sono tanto daccordo...
a rigore sarebbe:
Q=Int(M Cx (T) ) dt
al limite Q=C X (variazione di T)
comunque per le altre considerazioni questo conta poco.
ciao

 ha scritto nel messaggio
news:ah6teb$hal$1...@atlantis.cu.mi.it...

Era in parole povere... solo per sottolineare la differenza tra Calore e
Temperatura...
La formula che hai scritto... fà riferimento all'energia scambiata, o
sbaglio?
Rod

 > al limite Q=C X (variazione di T)
Infatti. Il calore è una quantità di energia scambiata in una trasformazione
qualsiasi.
Comunque a parte questo la tua trattazione è molto interessante.
Saluti.

 Alla prox con la Convezione.
Rod, io credo invece di aver saltato non si sa' quante cose.. il discorso
non e' facile..
Ah, si..il fattore forma della fonte di calore:
nelle nostre variabili ora dobbiamo porre che la fonte di calore non e' piu'
puntiforme, e che dobbiamo separare la conduzione di calore  punto-punto,
per tutti quelli che compongono il piano del core, e che non eroga
punto-punto sempre la stessa quantita' di calore, ma per approssimazione
possiamo prendere il calore generato in una determinata frazione di tempo, e
considerare l'intensita' per ogni punto..
c'e' poi il discorso dello smaltimento con l'aria attraverso le alette,
della loro forma e spessore, della forma piu' idonea alla base ( convessa o
concava?), e di un'altra manciata di variabili.
un'ultima cosa:
creare il dissipatore migliore in assoluto non e' impossibile, i limiti sono
la praticita' e la semplicita' nel realizzarlo, ma per quanto riguarda i
calcoli ci viene in aiuto "UN NOVO TIPO DI SCENZA" di Stephen Wolfram, con
gli Automi Cellulari.. basta solo realizzare le righe di programmazione
giuste..
chi ha letto focus di questo mese mi ha capito.
ciao
lucusta
PS
continuiamo perche mi diverto.

www.wolframscience.com/
http://www.wolframscience.com/nks/programs/NKSPrograms.zip
per le demo ci vuole mathematica 4.0 o superiore.. d'altra parte il
programma e' dell'autore..

 lucusta
Ciao e grazie della colalborazione.
Se hai capito cosa voglio ottenere con questi messaggi spero tu vorrai darmi
una mano.
Rod
PS Leggi il post sulla Convezione e dimmi cosa ti sembra.

 PS Leggi il post sulla Convezione e dimmi cosa ti sembra.
certo, anzi, mi piacerebbe molto collaborare.
In rete ho letto diverse guide sulla trasmissione del calore, ma oltre a non
essere commestibili per i piu', alcune sono anche troppo approssimative.
in questo caso e' meglio spiegare i concetti base, per illustrare i veri
processi che avvengono, piuttosto che mettere qualche formulona ( che tra'
l'altro gia' non ricordo piu'). renderebbero il discorso pesante e poco
proficuo, oltre che inutile.