نمایش مبدأ برای گرماگیر

[[پرونده:AMD heatsink and fan.jpg|بندانگشتی|300px|[[سی‌پی‌یو]] همراه با گرماگیر و فن]]'''گرماگیر''' یا '''هیت سینک'''<ref>{{یادکرد وب|عنوان=آکادمی پارتینه {{!}} هیت سینک چیست و چگونه عمل کنترل دما را انجام می دهد؟|نشانی=https://academy.partineh.com/page/198/%D9%87%DB%8C%D8%AA-%D8%B3%DB%8C%D9%86%DA%A9-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D9%88-%DA%86%DA%AF%D9%88%D9%86%D9%87-%D8%B9%D9%85%D9%84-%DA%A9%D9%86%D8%AA%D8%B1%D9%84-%D8%AF%D9%85%D8%A7-%D8%B1%D8%A7-%D8%A7%D9%86%D8%AC%D8%A7%D9%85-%D9%85%DB%8C-%D8%AF%D9%87|وبگاه=academy.partineh.com|بازبینی=2024-01-27}}</ref> {{انگلیسی|Heat sink}}، گرماخور، گرماکاه، گرمابر یا [[فین (سطح اضافه)|فین]]، وسیله‌ای برای [[خنک‌کاری با هوا]] است که به‌منظور [[تبادل حرارتی]] یک قطعه با محیط به کار می‌رود.
اگرچه در طراحی بسیاری از مدارهای قدرت از تقویت‌کننده‌های کلاس B و AB استفاده می‌شود که از [[بازده]] حرارتی نسبتاً خوبی بر خوردارند، مقدار توان تلف‌شده در [[ترانزیستور]]های خروجی می‌تواند باعث گرم شدن بیش از حد و رسیدن دما به حد غیرمجاز شود. حتی در مدارهایی که ظاهراً به‌عنوان مدار قدرت تلقی نمی‌شوند (مانند [[مدار مجتمع|مدارهای مجتمع]] قیاس بزرگ و متوسط VLSI و MSI)، تراکم بسیار زیاد [[ترانزیستور]]‌هایی که هر یک به‌تنهایی توان زیادی تلف نمی‌کند، باعث انباشته شدن بیش از حد گرما در تراشه می‌شود. در موارد مذکور لازم است برای سهولت تبادل حرارتی قطعهٔ مورد نظر با محیط، تمهیداتی اندیشیده شود.

در قطعات الکترونیکی مجزا از قبیل [[ترانزیستور]]های قدرت، این امر از طریق نصب قطعه بر روی یک گرماگیر فلزی صورت می‌پذیرد که معمولاً از جنس [[آلومینیوم]] است و سطح زیادی برای تبادل حرارتی با محیط اطراف ایجاد می‌کند.

در [[مدار مجتمع|مدارهای مجتمع]] (مثلاً در تراشه‌های [[پردازنده]]) مشاهده می‌شود که از یک فن کوچک بر روی گرماگیر قرار داده شده بر روی تراشه استفاده می‌شود تا به خنک کردن تراشه کمک نماید.

معمولاً بین سطح مورد نظر و گرماگیر از یک ترکیب مخصوص استفاده می‌شود که از ضریب انتقال حرارت زیادی برخوردار است.

در قطعات [[نیمه‌رسانا]] دمای پیوند نباید از حد مشخصی تجاوز کند (در حدود ۷۵ درجهٔ [[سانتی‌گراد]] در [[ژرمانیوم]] و ۲۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد در [[سیلیکون]]).

== گونه‌های گرماگیر ==
گرماگیرها را می‌توان از نظر شکل هندسی و عامل‌های دیگر (جنس پره، اندازه) دسته‌بندی کرد.
[[پرونده:Pin fin, straight fin and flared heat sinks.png|بندانگشتی|راست|500px|چند نوع مختلف گرماگیر؛ به‌ترتیب از راست: pin ،straight ،flared]]
{| class="wikitable" border = "1" margin:"auto" align="center"

| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''گونه‌های گرماگیر'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;" width="50"|'''پهنا [cm]'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;" width="50"|'''درازا [cm]'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;" width="50"|'''بلندی [cm]'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;" width="50"|'''مساحت [cm²]'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;" width="50"|'''حجم [cm³]'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;" width="100"|'''بیشینه تغیرات دما قابل ایجاد، T<sub>case</sub>−T<sub>air</sub> °C'''
|-
| align="center" |پره مسطح Straight
| align="center" |2.5
| align="center" |2.5
| align="center" |3.2
| align="center" |58
| align="center" |20
| align="center" |44
|-
| align="center" |پره استوانه ایPin
| align="center" |3.8
| align="center" |3.8
| align="center" |1.7
| align="center" |194
| align="center" |24
| align="center" |51
|-
|}


== روابط انقال گرمایی ==
[[پرونده:Heat sink control volume.png|بندانگشتی|500px|با توجه به معادلات حاکم در [[انتقال گرما]] میزان گرمایی که سیال خنک ورودی در یک [[حجم کنترل]] می‌گیرد برابر است با میزان گرمایی که گرماگیر از دست می‌دهد و با توجه به قانون سرمایش نیوتن و رسانش موجود در گرماگیر، همچنین انتقال گرمای جابه‌جایی می‌توان گرمای از دست رفته گرماگیر به دست آورد.]]

انتقال گرمای رسانشی یک‌بعدی:

:<math>q_k = -k A \frac{dT}{dx}</math>

میزان گرمای جابه‌جا شده بین سیال (هوا) و گرماگیر:

:<math>\dot{Q} = \dot{m}c_{p,in}(T_{air,out} - T_{air,in})</math> (۱)
:<math>\dot{Q} = \frac{T_{hs} - T_{air,av}}{R_{hs}}</math> (۲)
دمای میانگین هوای:

:<math>T_{air,av} = \frac{T_{air,in} + T_{air,out}}{2}</math> (۳)

== جستارهای وابسته ==

* [[گریس گرمایی]]
* [[فن رایانه]]
* [[خنک‌کاری آبی]]

== منابع ==
{{پانویس}}
* مبانی الکترونیک، جلد دوم. سید علی میر عشقی، نشر شیخ بهایی، صفحهٔ ۲۱۴.
* ویکی‌پدیای انگلیسی

{{داده‌های کتابخانه‌ای}}

[[رده:انتقال گرما]]
[[رده:خنک کردن سخت‌افزار رایانه]]
[[رده:مبدل‌های حرارتی]]