主题：无事乱说车 -- epimetheus

琢磨蒸汽的时候，不由想到了计算机的散热。现在热管为重要角色的风冷散热似乎还是比较够用的，进一步有使用水冷的，不过疑似花钱更多性价比值得怀疑、水泵风险是个问题。

热管就是前文说的，一端蒸发吸热、一端冷凝释放内部工质的潜热。这个功率流是要明显大于金属等材料的传导的。印象里，常见的直径6mm的，似乎对应大约30w的功率流。我的电脑里是个单风扇6管的淘宝便宜货，几十块，使用的硅脂是垃圾级别，工具箱里呆了将近10年，不知道有没保质期、变质问题。标称80w的cpu烤鸡大约60度，风扇转到4000转。现在通过linux的fancontrol、sensors服务，待机调整到300转，温度低于体温，气温凉点就干脆停转了。中度轻度使用的时候一般没有感觉，编译啥的也就是1600左右的转速，尽管cpu占用率8个100%，但是任务重了（数学计算为主），4000转的风扇还是比较“带劲”的。

cpu还是小头，还有两个GPU是能耗大户，也是噪声大户（其实丢到阳台角落里无线网连着，还是无所谓的）

说的有点远了，臭显的嫌疑。

真正要臭显的是下文：

灵光乍现，琢磨着一个“水冷”。重点是，不使用机械部件。没有水泵，也不想要风扇，完全自然循环。

纯粹的水冷怕是不会完成自然循环的。简单地说，就是利用沸腾产生的蒸汽的流动完成循环。cpu的水冷头作为蒸汽发生器，蒸汽流到别的地方冷凝。照理说通常炖煮温度不会超过100度，更高的温度会被“锁住”。到了高原上，这个温度随着气压下降，于是就发明了高压锅建立更高的压力、温度。当然，也就能使用更低的压力来实现电脑温度的更低，毕竟一个温度锁定到100度的计算机散热，是没啥好提的。

问题就来了，抽低压抽到多少呢？

为了虚荣，就怎么着也得能够镇到50度吧，那么就需要把冷却管路内部抽到12千帕，大约八分之一大气压。之前接触的泵能够抽到五分之一大气压，对应60度吧。

那么怎么实现自然循环呢。设想，cpu位置发生蒸发，蒸汽直接上升到系统的最顶部，然后开始沿着管路下降，这个下降的过程也是冷却的过程。冷却中，蒸汽凝结成为液态，保持了低压。凝结水沿着管路继续流动，到达管路系统的最下端。随着cpu部分的蒸发沸腾，环形管路自动补充流动到cpu位置。这就是闭环的大致“环流”。整体上，这个环形管路是一半积水、水上面是低压\真空。cpu等等发热部件的蒸发器，位于水线以下。

换句话说，这就是个单向环流的大号热管。不过就不考虑热管内部的什么金属粉末烧结、或是纤维编织的组织来蓄含、传递液态工质了。

从蒸发器到散热塔的最顶部，设计使用最直接的直管。散热塔部分则是使用盘曲的管路令蒸汽经过，实现充分的热交换、冷凝。

设计散热鳍片作一组竖直的金属片，蒸汽冷凝管路则是近似水平地倾斜穿过鳍片。鳍片的两侧开放部分增设挡板，令空气经过鳍片的部分形成一个只有上下开口的桶型。这样，经过加热的空气就会自动向上流动。而蒸汽管路里，蒸汽逐渐冷却、凝结，则是从上到下的过程，温度分布也是上热下冷，这就正好形成了一个逆流的热交换。不妨令散热塔部分竖直尺度较大、水平尺度较小，强化空气流动、蒸汽冷凝管路温度梯度的有序。

接下来的一个疑问，就是一旦有水蒸发，内部管路极小的体积就被蒸汽填充，压强在发生冷凝之前还是会明显增加。为了50度设计而抽的真空，很快发现升到70度。这样就增加一个真空瓶（姑且叫做真空reservoir，我不知道为啥很喜欢reservoir这个词），瓶子内部也是真空的，瓶口向下，连接到环形管路内部冷凝端的液面上方真空空间。蒸汽相当于从蒸发器向另一侧的水面冲，冲的过程中冷凝，而整体压力，至少另一侧水面上方的压强不会明显变化。

机箱里面有cpu、两个GPU，想要两个都位于水面下方不远，显然电脑不能原来那样摆放了。最合适的形态，是主板背板IO部分，也就是机箱的背部，成为底部，机箱整个向后转动90度。这个时候，绝大多数情况的cpu、gpu芯片都位于差不多的高度上，还全是竖直的。现在有些机箱有这种板卡全竖直的，号称散热更好（我看未必）。这个时候，cpu上方的空间，一直到现在的顶部、之前的前面板，似乎可以布置前述的散热塔。下面是机箱往往都有的辅助风扇开口，上面嘛则需要开新的口子。

就这样吧，越想越美，欧耶。

没时间做，嘴上先过过瘾

回头说，为啥6mm热管对应了30W，而这里似乎是要用一个管子就带走一百多瓦，能行不？热管的相关研究，是CFD研究的一个方向。计算机用的热管，算是最为低端的吧。猜想之一就是本身内部容积很小，温度一高气态工质一多就把内部压强憋上去了，沸点也上去了，蒸发、凝结速率就下来了。猜想之二是使用毛细作用从冷凝端到蒸发端传递液态工质，流速还是有限制。想做个实验也算是简单，现在的机箱不同朝向摆放，让热管贴着芯片的部分处于上部、下部、水平一侧等等情况，比较一下。不过热管原本最大的特点是重力无关，毛细作用与重力关系不明显，这个实验之前是没有发现明显的差异的，只能考察烧结海绵结构之外的液态工质的影响。既然扯到CFD了，就有第三个因素，算是和前一点对应，蒸发的气态工质流向冷凝端，显然是存在上限的，相对低温、明显低压下的气态声速是更低的，工质流动显然不会高于声速，那么工质携带的能量的流动也有上限。当然这一点主要是装逼用。但是这也就牵扯到了3.5点，流速与阻力，想到管道内表面是烧结金属的粗糙表面，流动起来阻力必然不如光滑管路，于是也就解释了为啥笔记本上面扁的热管是不如圆热管的、6mm是不如8mm的、拐弯曲率大的不如曲率小的更不如不拐弯的、工业上更粗的有百瓦级的、以及环路热管是更先进的。