Вентилятор в корпусе ПК.

Влияние перфорации на характеристики вентилятора

на страницах сайта 

www.electrosad.ru

Все знают что, перекрывая выход корпуса вентилятора, мы уменьшаем расход воздуха через него. Но большинство не обращают на это внимание. В то время как расход вентилятора установленного в перфорации зависит от множества факторов, в том числе от: площади отверстий, их формы и размеров, скорости воздушного потока. Это сложная нелинейная зависимость. Особенно это важно для осевых вентиляторов применяемых для охлаждения узлов (или блоков) компьютера.

 
 

Для оценки этих соотношений необходимо наложить некоторые ограничения на условия, которые могут вносить существенные отклонения в наши зависимости и усложняют их.

Рассмотренные ниже решения можно применить при:

  1. скорости воздушного потока до 1,5 м/сек ,
  2. коэффициенте прозрачности перфорации П более 0,5 ,
  3. вентилятор установлен на перфорированной стенке с прозрачностью не меньше указанной в п.2 в корпусе с малыми падениями давления (потерями) или в открытом пространстве.

В любом другом случае характеристики вентилятора хуже, чем в рассматриваемом случае. Причины в том, что при превышении п.п. 1,2 усиливается турбулентность воздушного потока. Это приводит к нелинейной зависимостей и неприменимости приведенных формул. Невыполнение условий п.3 добавит потери в цепи, которые ухудшат расходные характеристики системы вентиляции.

Коэффициент прозрачности П (Intel использует обозначение FAR) – это отношение площади отверстий к общей площади, занимаемой перфорацией. На рис.1 показана зависимость падения давления на перфорации от скорости воздушного потока для разных коэффициентов прозрачности

 

Рисунок 1.

 

Рассматриваем последовательную цепь, состоящую из вентилятора установленного на перфорацию в свободном пространстве (которое замыкает цепь) где связь узлов в цепи определяется (скоростью воздушного потока) расходом общим для всех элементов, и который постоянен по всей цепи и определяет перепады давления на элементах.

Объем воздуха, проходящего через отверстие, определяется по простой формуле:

 

L = 3600 μ F V - м3/час

где:
L
– объем воздуха в м3/час;
F
– площадь в мг;
μ
– коэффициент расхода, зависящий от конструкции направляющего аппарата на выходе;
V – скорость воздушного потока м/сек.

Поскольку в цепи только два элемента: вентилятор как источник давления и перфорация, все давление создаваемое вентилятором ΔH прикладывается к перфорации. Поэтому скорость воздушного потока в перфорации

 

V=((2g*ΔH)/γ)1/2 м/сек

 

зависит только от ΔH и γ, равна скорости потока в цепи «вентилятор -> перфорация».

здесь:
V – скорость воздуха в м/сек;
g
– ускорение земного притяжения в м/сек2 ( 9,81 м/сек2);
γ – удельный вес воздуха в кг/м3;
H – разность давлений в кг/м2.

 

V0=V1=V

 

А объем воздуха зависит от площади отверстия или от коэффициента прозрачности.

L1 = 3600 μ F0 V – объем проходящий при площади F0 – открытого проходного сечения вентилятора (паспортная)

Ln = 3600 μ Fn V– объем проходящий при площади F2 – суммарной площади отверстий перфорации.

Соотношение примет вид:

 

L0/Ln=F0/Fn

 

Для малых скоростей воздушного потока (менее 1-1,5 м/сек), расход через перфорацию зависит от ее прозрачности и, в первом приближении, пропорционален ей.

При невыполнении условий оговоренных выше, ΔH определяется не только перфорацией, но и другими элементами, входящими в цепь и турбулентностью возникающей на перфорации при высоких скоростях воздуха, которая увеличивает падение давления.

Влияние скорости воздушного потока на потери в нем при различных величинах прозрачности П перфорации условно показаны ниже. Условно потому что данный рисунок только отражает физику явления, а величины могут не соответствовать реальным значения.

 

Рисунок 2.

 

Из него видно, что:

  • при скоростях воздушного потока менее 1,5 м/сек – поток ламинарный, потери давления на перфорации с прозрачностью более 30% имеют величину менее 50% ,
  • при скоростях воздушных потоков свыше 2 м/сек – поток турбулентный, потери давления на перфорации прозрачностью более 30% превышают 80%.

Это говорит, применение перфорации увеличивает потери давления на ней, что снижает результирующее давление в цепи и соответственно расход в потоке пропорционально корню квадратному из ΔH.

 

Заключение.

Подводя итоги можно сказать - Чтобы расходы системы вентиляции приблизиться к паспортным характеристикам вентилятора необходимо:

  • максимально повысить прозрачность перфорации, в которую установлен вентилятор. Наилучшее решение вентилятор в отверстии.
  • максимально снизить аэродинамическое сопротивление (потери давления) внутри корпуса и на входе в корпус ПК.

В противном случае придется смириться со снижением эффективности системы вентиляции.

P.S.

Там где надо перекрыть доступ к потенциально опасным элементам (находящихся под опасным напряжением или движущимся - роторам вентиляторов) частота перфорации должна быть такой, чтобы только исключить доступ к ним, но не более, я бы рекомендовал прикрыть отверстие решеткой подобной показанной на рис 3., но не более.

 


 

Любая перфорация создает потери давления в воздушном потоке и поэтому снижает расход воздуха через нее. На высокопроизводительных вентиляторах с большими скоростями воздушных потоков перфорация в принципе не рекомендуется.

Использованы материалы:

– «IDF в Москве: проблема охлаждения компьютеров» http://www.ferra.ru/online/cooling/s20793/print/

А.Сорокин

2007 г.

Яндекс.Метрика

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

/Неизвестный процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
/
Карта сайта/Скачать/Ссылки/Обои/Форум/Каталог/

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через
гостевую книгу или
почтой.

Copyright © Sorokin A.D.

2002 - 2012