От чего и как зависит охлаждение?

Вопрос Гареева Ю. М.

на страницах сайта 

www.electrosad.ru

Пришло письмо от Гареева Ю. М. Он рассказывает о своем опыте реконструкции системы охлаждения корпуса ПК и задает вопросы. Здесь ответ на его первый вопрос, который звучит так:
"Главная ошибка всех современных схем охлаждения в том, что система охлаждения создаёт разрежение внутри корпуса.  Чем это плохо? А плохо это тем, что плотность воздуха становится меньше, в результате теплообмен между воздухом и радиаторами замедляется, что приводит к снижению эффективности всего кулера. К тому же из-за разряжения воздуха внутри корпуса вентилятор кулера не справляется с увеличивающейся нагрузкой и у него падают обороты (именно падают, хотя везде говорится, что это просто из-за погрешности измерений не сходится их паспортное значение с отображаемым датчиками)."

 

 

Плотность воздуха и ее влияние на теплообмен.

Что касается снижения плотности воздуха при работе вытяжных вентиляторов, то первой моей мыслью, когда я разбирался с этим вопросом была именно эта.

Больше того, снижение плотности воздуха происходит и при росте температуры воздуха, что тоже заставляет оценить это влияние.

Но что получается?

Влияние давления воздуха на теплообмен.

Давление (разрежение) создаваемое осевыми вентиляторами которые применяются в системах охлаждения ПК и радио аппаратуры не превышает 20 мм.H2O. Но это очень производительные (5,4 м3/мин) и шумные вентиляторы (>59 дб). Но чаще применяются вентиляторы менее производительные (2,4 м3/мин), и малошумные (<23 дб). Тем более, что расхода 2 - 2,5 м3/мин достаточно для вывода из корпуса ПК более 500 Вт.

Но и давление (разрежение) создаваемое таким вентилятором уде не превышает 4-6 мм.H2O.

 

Известно, что отводимая от узла тепловая мощность определяется выражением:

W = Lпр *(tух - tпр) ρпр С  (Вт)

Где:  W – отводимые избытки тепла Вт, tух – температура воздуха уходящего из вентилируемого объема, tпр –температура приточного воздуха, ρпр – удельный вес приточного воздуха в кг/м3, С – теплоемкость воздуха в Дж/кг град, Lпр – объем приточного воздуха м3/сек.

Она прямо пропорциональна теплоемкости воздуха. Поэтому и возникают вопросы о ее влиянии на эффективность системы охлаждения.

 

Теперь посмотрим на каков характер  зависимости величины теплоемкости от давления ( C = f(P)).

 

Рисунок 1.

При изменении давления в диапазоне от 0,1 до 2 атм. весьма значительное. На рис. 1 шкала давлений дана в атм.

Рисунок 2.

Но нас интересует меньшие давления (разрежения), а конкретно до 5 мм.H2O. Для этого шкала давлений (горизонтальная) на рис. 2 представлена в ± мм.H2O с центральной точкой "0" для значения нормального атмосферного давления.

И вот тут сразу видно, что при изменении давления ±10 мм.H2O - изменение величины теплоемкости воздуха много меньше 1%. Этого вполне достаточно, чтобы считать при наших весьма приблизительных расчетах (до ±10%), не учитывать эту погрешность.

 

Влияние температуры воздуха на теплоемкость воздуха.

Чтобы не напрашивался вопрос о влиянии температуры воздуха на его теплоемкость, которая конечно же существует, посмотрим следующие рисунки.

Рисунок 3.

Зависимость теплоемкости от температуры в диапазоне температур от -50 до +600ºС. Изменение  в данном диапазоне температур составляет около 10%.

Рисунок 4.

Та же зависимость, но для более узкого диапазона.

Изменение теплоемкости в диапазоне температур от +20 до +70 ºС составляет около 1, Это тоже много меньше 1%. Это позволяет при расчетах теплообмена в корпусах ПК не учитывать влияние температуры на теплоемкость воздуха.

 

Работа вентилятора при низких давлениях.

Ваше, Ю. М, мнение о том что:

"К тому же из-за разряжения воздуха внутри корпуса вентилятор кулера не справляется с увеличивающейся нагрузкой и у него падают обороты (именно падают, хотя везде говорится, что это просто из-за погрешности измерений не сходится их паспортное значение с отображаемым датчиками)"

является заблуждением.

Что происходит при низких давлениях (не -5 мм.H2O, а для существенно более низких).

При падении давления воздуха в первую очередь падает производительность вентилятора. А вот его скорость вращения растет до максимальных, когда вентилятор не тратит энергию на прокачку воздуха. Так в вакууме скорость вращения вентилятора максимальна, поскольку мощность на прокачку воздуха не затрачивается. Вся она тратится на вращение крыльчатки вентилятора.

Но при наших давлениях - разрежениях (±5 мм.H2O) Вы просто не сможете увидеть эти изменения скорости вращения вентилятора.

И, могу добавить, на срыв потоков с лопастей вентилятора гораздо большее влияние оказывают те отложения пыли на лопастях.

 

P.S.

Рекомендую прочитать статью "Схемы включения вентиляторов для охлаждения системных блоков персональных компьютеров" и вопрос "На вдув или выдув" будет снят.

А.Сорокин

май 2009 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/

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 - 2013