что такое cfm вентилятора воздушный поток

Что такое CFM: как рассчитывается воздушный поток и в чем измеряется?

Здравствуйте, дорогие читатели! Воздушный поток CFM — это важная характеристика кулера, которая отражает его эффективность. В этом посте давайте рассмотрим, что это такое, в чем измеряется, какой он должен быть у хороших вентиляторов и как рассчитать рекомендуемый коэффициент.

Что такое CFM

CFM — не метрическая единица измерения объема, кубический фут в минуту. Используется эта единица потому, что футы повсеместно применяются в США, а именно эта страна остается передовым разработчиком компьютерных технологий.

В кубических метрах, как правило, в характеристиках кулера этот параметр указывается редко. Впрочем, несложно сделать расчет в более привычных для европейца единицах: 1 куб. м = 35, 31 CFM.

Характеристика зависит от трех параметров кулера:

Например, при равной скорости больший воздушный поток создаст вентилятор, диаметр которого больше. Соответственно, при одинаковом диаметре эффективнее кулер, лопасти которого вращаются быстрее.

Что значит это в практическом плане? Зная рекомендуемый CFM для компьютерного корпуса, несложно рассчитать вид вентиляторов и количество, которые надо использовать для максимального охлаждения.

Какое охлаждение нужно в зависимости от типа корпуса

В зависимости от типоразмера шасси следует выбрать суммарно создаваемый пропеллерами воздушный поток:

В ноутбуках из-за компактных размеров, даже 20 CFM оказывается достаточно. Конечно, это не означает, что если «переборщить» с количеством кулеров, это негативно повлияет на работу компьютера.

Просто большее количество пропеллеров будет создавать лишний шум. Рекомендую отдать предпочтение одной мощной модели, создающей достаточный воздушный поток, перед несколькими небольшими, но шумными. С топом кулеров для процессора вы можете ознакомиться здесь.

Замечено, что вентиляторы разного диаметра при работе создают приблизительно одинаковый уровень шума. Исключения — устройства с пониженной шумностью. Работают они тихо, но при этом нагнетают тот же по объему поток воздуха.

Также учитывайте, что чем больше вентиляторов установлено на всасывание воздуха, тем больше пыли будет поглощать компьютер. А значит, что и чистить его придется чаще, если вы хотите нормальной работоспособности девайса.

И не забывайте, что даже самые мощные крыльчатки будут неэффективны для охлаждения ПК, если разместить их неправильно. При грамотной компоновке, количество подаваемого воздуха соответствует количеству выдуваемого, а поток, огибая компоненты компьютера, не встречает на пути значимых препятствий.

Для вас будут полезны публикации «Как часто надо менять термопасту на процессоре» и «Термопрокладка или термопаста — что лучше для процессора». Буду признателен, если вы поделитесь этим постом в одной из социальных сетей. До скорой встречи!

Источник

Как выбрать кулер для корпуса ПК

Множество современных корпусов для ПК оснащаются встроенной системой воздушного охлаждения, а в некоторых предусмотрены лишь места для их установки. Перед самостоятельной покупкой и монтажом корпусных кулеров, следует иметь четкое представление, какие характеристики изделий являются ключевыми. Главными критериями правильного выбора являются размер кулера, значение скорости вращения и величины воздушного потока вентилятора, тип штатного разъема для подключения, возможность регулирования оборотов, уровень создаваемого шума, а также тип подшипникового узла, определяющего «срок жизни» охлаждающего устройства.

Вторичными моментами можно считать внешний вид и дизайн, геометрию и количество лопастей крыльчатки, встроенную подсветку, комплектацию изделия и приверженность к определенному бренду, которая сказывается на цене корпусного вентилятора. Как видно из всего вышеперечисленного, выбор кулера для корпуса является не таким простым делом, как может показаться на первый взгляд.

Назначение корпусного кулера

В отличие от кулера CPU, единственной задачей которого является охлаждение неистового жара процессора, вентиляторы, установленные в корпусе ПК, служат для удаления горячего воздуха и пыли из системного блока. Для достижения этих целей в корпусе ставят несколько кулеров на вдув и выдув, создающих циркуляцию воздушного потока, исходящего наружу. Нагнетающие вентиляторы, создающие избыточное давление внутри, обычно ставят в паре с пылевыми фильтрами, которые из-за неизбежных щелей в сопряжении конструкций лишь частично справляются со своими функциями. Источником подсоса пыли в корпус может стать и вытяжной вентилятор, мощность которого выше нагнетающего. А некоторые модели корпусов вообще страдают излишней «дырявостью», что также отрицательно сказывается на их пыленепроницаемости. В результате большинство накопленных пылевых частиц оседает на лопастях крыльчатки и спрессовывается там из-за высоких оборотов вентилятора, становясь причиной появления фонового шума во время работы компьютера.

Циркуляция воздуха в системном блоке предусматривает определенное движение потоков, направленных на вдув и выдув. В современных корпусах с нижним расположением блока питания нагнетающие вентиляторы устанавливаются спереди и снизу, а выдувающие — сзади и сверху.

Такая организация движения воздуха позволяет дополнительно использовать естественную циркуляцию, поднимающую холодные потоки снизу к наиболее нагретому объему в верхней части корпуса.

Источник

Выбор корпусных вентиляторов

Эта работа была прислана на наш «бессрочный» конкурс статей.

Какие бывают вентиляторы

реклама

В корпусах используются вентиляторы диаметром 80, 92 и 120 мм. Каждый размер имеет несколько модификаций по мощности (и, соответственно, по производительности). Для примера дан ассортимент вентиляторов Evercool.

Выбрав нужный вентилятор из таблицы, перед походом в магазин выпишите потребляемый им ток (или мощность), потому что на ценнике продавцы обычно указывают лишь диаметр, ничего не говоря о производительности. А ток или мощность всегда написаны на наклейке вентилятора, поэтому ошибиться будет трудно (особенно если придется покупать вентилятор другой фирмы, у которой своя система обозначений и своя линейка вентиляторов).

Основной характеристикой вентилятора является производительность (расход воздуха) Q, измеряемая в CFM (кубических футах в минуту). Сведения о ней обычно есть на сайте производителя, а иногда и на самом вентиляторе. Однако это максимальная производительность в режиме «настольного вентилятора», при установке в корпус она упадет. Также вентилятор характеризуется создаваемым напором (давлением), скоростью воздушного потока, шумом, потребляемой мощностью, особенностями конструкции и некоторыми другими менее значимыми деталями. Из этих характеристик обычно указывают шум (правда, в каких-то «китайских децибелах», при реальных измерениях он обычно оказывается намного больше), иногда указывают напор, а скорость потока легко вычислить, разделив производительность на эффективную площадь.

Краткий FAQ для тех, кому лень дочитать статью до конца

Тут я дам тезисы и рекомендации общего характера. Некоторые следуют из анализа таблицы характеристик, обоснование остальным будет в конце статьи.

Расчет вентиляции корпуса

Сначала рассчитываем необходимый объем воздуха, который нужно прокачать через корпус. Исходной формулой служит уравнение теплового баланса при условии, что теплопередачей через стенки пренебрегаем:

реклама

Отсюда после подстановки значений С, P и перевода Q из кубометров в секунду в CFM получаем формулу для практического использования:

Эта формула приближенная, поскольку теплоемкость и плотность воздуха зависят от давления и температуры, а они нам точно неизвестны.

Надо иметь в виду, что в формулу входит «средняя температура по больнице», то есть температура при условии идеального перемешивания воздуха по всему объему. На самом деле такого не бывает, в зависимости от направления потоков и тепловыделения конкретных устройств где-то температура будет выше, а где-то ниже средней. Причем локальное повышение температуры будет как раз вблизи самых горячих элементов, ради которых мы, собственно, эту вентиляцию и затеяли. Поэтому весьма эффективно применение воздуховодов, соединяющих вход кулера (например, процессорного) непосредственно с внешней средой либо его выход с вытяжным вентилятором. В первом случае температура процессора не будет зависеть от температуры в корпусе, во втором температура в корпусе не будет зависеть от тепловыделения процессора.

Рабочая характеристика вентилятора

Допустим, корпус охлаждается только одним вентилятором БП, и нужно выбрать, какой вентилятор для этого лучше подходит (это вполне жизненная задача для владельцев десктопов и тауэров с боковым расположением БП). Мы видим, что максимальная производительность у 120-мм вентиляторов высокая, но она быстро падает с ростом напора, и в определенный момент вперед вырывается 92-мм вентилятор. В стандартном корпусе он лишь чуть-чуть уступает самому мощному из 120-мм (точки 1 и 2), заметно опережая два других (точки 3,4). По сравнению с равношумным 12025L 92-мм вентилятор обеспечивает на четверть большую производительность (27 CFM против 22 CFM), а по сравнению с близким по производительности 12025H «малыш» на 4 дБА (в полтора раза) тише. Очевидно, что в данном случае 92-мм вентилятор выглядит предпочтительнее, чем любой из 120-мм.

Теперь откроем слоты или увеличим площадь вентиляционных отверстий каким-нибудь другим способом (характеристикой корпуса станет темно-зеленая кривая). Видно, что эта мера для самого слабого 120-мм вентилятора эффективнее (точки 3->5), чем его замена на самый сильный без изменений корпуса (точки 3->2). Несмотря на заметную прибавку (около 60%), производительность 120-мм вентиляторов все равно остается вдвое меньше максимальной, в то время как у их 92-мм коллеги она почти достигла пика (замечу, что и в этом случае он остается производительнее «младших» 120-мм). Теперь уже реально обеспечить расход в 40-45 CFM, чего вполне достаточно для хорошего охлаждения умеренно разогнанной системы. Таким образом, и в этом случае 92-мм «карлсон» остается оптимальным выбором по соотношению производительность/шум, не говоря уже о цене. Использование 120-мм вентилятора оправдано только в том случае, если еще больше увеличить площадь вентиляционных отверстий (например, открыванием свободного 5-дюймового отсека, пунктирная линия на графике).

Параллельное и последовательное включение вентиляторов

При параллельном включении вентиляторов (то есть когда они все работают в одну сторону) их расходы складываются. При последовательном включении (когда один работает на вдув, другой на выдув или они установлены друг за другом, например в некоторых БП) складываются их напоры. Для иллюстрации на рис.3 показаны характеристики вентилятора 9225M (красная линия), двух таких же вентиляторов при последовательном (синяя линия) и параллельном (коричневая линия) включении.

реклама

Сформулируем еще одну типовую задачу. Есть стандартный корпус с двумя отверстиями под дополнительные вентиляторы: одно на задней стенке (на выдув), второе на передней (на вдув). В БП установлен вентилятор 9225М, необходимо установкой еще одного такого же обеспечить наибольшее снижение температуры в корпусе.

Сначала найдем расход в исходном корпусе, он равен 24 CFM (точка 1). Добавление переднего (точка 5) вентилятора прибавляет 5 CFM, а заднего (точка 4) 4 CFM. То есть передний вентилятор (редкий случай!) оказывается даже эффективнее заднего, но абсолютная прибавка все равно мизерна. Кстати, если передний вентилятор закрыт развитой декоративной решеткой (что скорее правило, чем исключение), из-за потерь напора в ней он скорее всего уступит заднему.

Теперь откроем слоты в корпусе. Без дополнительного вентилятора прибавка будет 11 CFM (это вдвое больше, чем при установке второго вентилятора в исходный корпус, точка 2), установка переднего вентилятора практически ничего не дает (точка 3), а установка заднего (точка 6) прибавит 22 CFM к исходному. Последний вариант дает самую большую прибавку, фактически удваивая исходный расход. Такая конфигурация оказывается чуть эффективнее и тише на 3 дБА, чем установка самого мощного 120-мм вентилятора «в гордом одиночестве». Возможности для дальнейшего улучшения вентиляции надо искать, как и в первом примере, на пути увеличения площади вентиляционных отверстий.

Источник

Трилогия охлаждения. Вентиляторы. Давление, расход.

Эта работа была прислана на наш «бессрочный» конкурс статей и является второй из трёх задуманных. Первая – Гибкий туннель для синхронных вентиляторов. За эту работу автор получил приз – медный кулер под Socket A.

Известно, что эффективность охлаждения зависит от многих факторов. В их числе и такго, как расход охлаждающего вещества, – воздух, вода и д.р. Чем больше его пройдёт через охлаждаемое тело, тем оно больше унесёт тепла. Продвинутые пользователи это не только знают, но и всевозможными методами стремятся поток увеличить. Именно по этому пункту возникает больше всего вопросов и недоразумений, – то получается недостаточно хорошее охлаждение, то много шума. Точнее, вопрос поставлен так: можно ли применять в охлаждении большие вентиляторы (насосы) взамен маленьких и чего от этого ждать? Об этом и пойдёт речь. Для того чтобы ответить, кроме теоретических обоснований, потребовался и ряд практических опытов.

реклама

Итак: Расход – количество вещества, прошедшее через данное сечение в единицу времени.

Имеется труба с определённым внутренним сечением F1, в которую подаётся газ или жидкость со стабильным давлением p1. В трубу установлено сужающее устройство с сечением F0. Характер потока и распределение статического давления в этом случае, будет таким:

Давление протекающей среды больше в тех сечениях потока, где меньше её скорость, и наоборот, в сечениях с большей скоростью, давление меньше. (Закон, открытый петербургским академиком Д а н и и л о м Б е р н у л л и).

На первый взгляд может показаться странным, что при прохождении узких участков трубы сжатие не увеличивается, а уменьшается. Тем не менее, этому факту объяснение есть. Какое количество газа или жидкости в трубу вошло, такое же и должно выйти. А как может пройти равный объём вещества через разные сечения? Только увеличением его скорости. При этом увеличивается и кинетическая энергия, что вызывает уменьшение потенциальной энергии потока в суженом сечении. Соответственно статическое давление в суженом сечении будет меньше, чем до сужающего устройства.

Таким образом, здесь всё ясно, – чем меньше площадь сечения устройства, тем меньше давление в этом сечении. Но это не всё, – если труба снова принимает прежний диаметр, давление за сужающим устройством полностью не восстанавливается!

Потерю давления среды Pn, протекающей через устройство, определяют как разность статических давлений, измеряемых в двух сечениях, в которых как до, так и после устройства, нет его влияния на характер потока. Величина потери давления зависит от модуля (m) сужающего устройства, т.е. отношения его площади к полному сечению трубы.

Таким образом, чтобы не было потерь потока, не должно быть и сужений, во всяком случае, существенных. Опыт использования устройств конической формы в промышленности показал, что потеря давления сравнительно небольшая, если выходной диаметр конуса составляет не менее 0.75 D трубы.

Наконец упрощённое уравнение расхода (Q), в котором не учитывается ни плотность, ни сжимаемость среды, ни шероховатость стенок и т.п., выглядит так:

реклама

Попросту говоря, чтобы увеличить расход вдвое, нужно либо в два раза увеличить площадь сечения, либо в четыре раза увеличить давление!

Тестирование различных вентиляторов началось со стендовых испытаний.

СТЕНДОВОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ВЕНТИЛЯТОРОВ.

Тестирование проходили вентиляторы практически всех типоразмеров – от 60×60 до 120×120 мм. Вентиляторы 80×80 мм. оказались в несколько расширенном выборе. Поскольку их всё чаще используют для охлаждения, то и в испытаниях принимало участие несколько моделей. По возможности вентиляторы подбирались достаточно мощные в своём классе.

Обычно, на каждый вентилятор, фирмы изготовители указывают величину расхода воздуха (CFM) и очень редко величину развиваемого ими максимального давления при нулевом расходе. Иначе говоря, давления, нагнетаемого в герметичный объём. Для замера этого параметра использовался стенд со специальной камерой, с отбором для измерения статического давления. Для стыковки с камерой различных вентиляторов были изготовлены все необходимые переходники, которые плотно облегали перешеек камеры. (Эти же переходники впоследствии использовались для установки и тестирования непосредственно на радиаторах)

Имеющиеся немногие данные, (например вентилятора Thermaltake ТТ-8025TU) удивительно точно совпали с полученными результатами, – отклонение составляло не более ± 2%.

Кроме этого, было решено практически пронаблюдать зависимость расхода воздуха от величины сужения. Для этого использовалась динамическая труба с промышленной измерительной дифференциальной трубкой Пито. На снимке изображён момент сборки и подготовки (измерительная трубка не установлена). Выбран был самый большой 120×120 вентилятор. В динамическую трубу, в имеющееся разборное соединение, поочерёдно устанавливались диафрагмы с отверстиями различных диаметров. Картина продувки в динамической трубе выглядела несколько иначе, чем теоретически стабильный поток, хотя в целом никаких неожиданностей не было.

Единственное отличие, – при уменьшении диаметра отверстия, в промежутке трубы до сужения, начинало возрастать давление от нагнетающего вентилятора. (Как выяснилось, это довольно важно, и к этому мы ещё вернёмся). В конечном опыте оно увеличивалось настолько, что воздух устремлялся уже обратно, через вращающиеся лопасти вентилятора. Зато после сужающей диафрагмы отмечалось неуклонное падение потока.

ТЕСТИРОВАНИЕ НА СИСТЕМНОМ БЛОКЕ.

Испытания температурной зависимости от типа вентиляторов проводилось в одном системном блоке, с использованием двух различных радиаторов:

реклама

ARCTIC – радиатор полностью медный. К основанию припаяны тонкие, расположенные радиально от центра рёбра. Радиатор рассчитан на установку вентилятора размером 60×60 мм.

VOLCANO 9 – радиатор цельно-алюминиевый с медным диском, запрессованным в основание. Сечение радиатора соответствует вентилятору 80×80 мм.

Боковая крышка на время тестирования снята. Для удаления тёплого воздуха от локальной тепловой зоны, два задних, корпусных вентилятора (80×80) работали постоянно (

3000 rpm) Температура окружающей среды оставалась равной +23’С.

реклама

Замена вентиляторов на каждом из радиаторов производилась на ходу, без отключения компьютера и без снятия нагрузки с процессора. Так температура стабилизировалась гораздо быстрее. Испытания без нагрузки CPU не проводились. Все полученные результаты всех тестов в сводной таблице:

Серия испытаний на двух различных радиаторах дала разные результаты по температурам, но со схожими закономерностями и позволила получить ответ на поставленную задачу.

Безусловно, сужающий переходник вызывает снижение номинального расхода большого вентилятора, но практические данные в этом плане дали более оптимистичные результаты, чем можно было ожидать. Вышеописанные испытания на динамическом стенде в достаточной степени это поясняют – происходит повышение входного давления перед сужением и этим потери в немалой степени компенсируются.

реклама

Снижение же давления в самой узкой части устройства, оказалось малокритично. Это подтверждается тем, что все вентиляторы типоразмером 80×80, при определённом разбросе между собой предельного статического давления, держат практически одинаковую температуру данного радиатора. По-видимому, аэродинамическое сопротивление радиаторов в целом не столь велико, чтобы в полной мере востребовать этот параметр.

Но всё это до определённого предела, – входное давление не может повышаться бесконечно. Если относительное сужение переходника будет значительным, то потери после него будут совершенно неприемлемыми. На графике отчётливо видно, что радиатор «Volcano 9», имеющий большее сечение, чем «Arctic», меньше зависим от размеров и даёт практически одинаковые результаты с использованием 92 и 120 мм вентиляторов. Радиатор же «Arctic» с вентилятором 120 мм. вообще не согласуется, и даёт температуру выше «родного» (60×60) на +2’С!

Таким образом, выводы можно сделать вполне определённые:

На практике, основываясь на полученных данных, можно с уверенностью сказать, что относительное сужение может составлять:

реклама

m = 0.42 ( F0 60*60 / F1 92*92 ) или 0.65D ( D 60 / D92 )

При дальнейшем уменьшении коэффициентов, потери не оправдываются.

Здесь учтено, что вентиляторы, являющиеся по сути короткой трубой, имеют величину проходного сечения зависимую от его внутреннего диаметра. Так вентилятор с корпусом 60×60 имеет диаметр 57 мм. и площадь сечения 2550 мм.кв. Самыми оптимальными вариантами для замены являются вентиляторы типоразмеров 80x80x25 и 92x92x25 мм. Естественно, для каждого из них и радиатор должен более-менее соответствовать по минимальному сечению и удобству установки. Ещё одна характеристика, на том же графике, отображает зависимость температуры CPU от скорости вращения вентиляторов.

Полученные данные показывают, что повышение оборотов не всегда приводит к ожидаемому результату. Причина опять же в том, что расход имеет квадратичную зависимость и таким образом возрастает с повышением оборотов (давления) не так быстро, как бы хотелось. Кроме того, не менее веская причина кроется и в том, что при снижении температуры рёбер радиатора до определённой величины, уменьшается и перепад температур между ними и охлаждающим воздухом.

ВЕНТИЛЯТОРЫ. Кратко о впечатлениях от вентиляторов, прошедших тесты.

реклама

Именно с ним попутно проводились небольшие опыты по изучению формирования потоков.

Вентилятор без корпуса.

Во всех боковых стенках корпуса вентилятора D80BH-12 вырезались (полотном по металлу или лобзиком и немного дрелью) большие окна. По сути, стенки ликвидировались совсем, оставались только узкие стойки для крепежей. Его испытания на стенде и тестирование на кулере никаких изменений давления или температуры не выявили. Однако оказалось, что такой вентилятор шумит меньше, по сравнению с обычным. Совсем ненамного, но при поочерёдном включении точно такого же, но целого вентилятора, на слух это улавливается.

Очень интересная картина наблюдалась при прокрутке этого вентилятора в задымлённом воздухе с подсветкой плоским лучом света. К сожалению, на неподвижном снимке динамика струй дыма почти не передалась. Кроме того, трудно увидеть полную картину, так как изображено схематично, под одним ракурсом. Некоторые направления потоков видны только под определённым углом сечения.

реклама

Оказалось, что потоки воздуха втягиваются не только «сверху», но и со всех боков, и даже чуть с нижних внешних кромок! И только чуть отступив от кромки в сторону центра, образуется вращающийся поток, направленный вниз.

Эти свойства с успехом используются в известном кулере Zalman CNPS 7000.

Понятно теперь, почему он относительно тихий и как там формируются потоки?! Ламинарный поток проходит верхние, редкие рёбра, набирает давление-скорость и мощной струёй продувается через частые ребра у основания кулера.

Те же испытания в задымленной атмосфере показали, что аэродинамическая тень от средней части крыльчатки во вращающемся потоке незначительна, и следовательно серьёзного влияния на поток в целом оказать не может. Здесь может крыться ошибочное представление об эффективности удлиняющей насадки, поднимающей вентилятор над радиатором. Было сделано одно наблюдение.

Открытая стенка системного блока вовсе не залог хорошего охлаждения. Такой факт выявился на текущих испытаниях. Казалось бы, что может быть лучше свободного доступа воздуха к процессору? Однако стоило только отключить вытяжные вентиляторы, температура процессора немедленно поднималась на несколько градусов! Объяснение тому простое, – воздух, выбрасываемый кулером, скапливается тёплым облаком в верхней части корпуса и медленно перетекает через кромку наружу. Естественно, при этом кулер успевает его часть захватить обратно. Насадка уменьшает эту возможность, т.к. вентилятор выноситься из зоны повышенной температуры.

Если вентилятор работает на вытяжку, то насадка может своей нижней частью образовать своего рода кожух для радиатора. Степень прикрытия верхних частей рёбер (приблизительно на 45-50%) подбирается экспериментально, по минимальной полученной температуре процессора, после чего насадка надёжно фиксируется.

Однако процессор не единственный элемент, нуждающийся в охлаждении. При открытом корпусе, работа вытяжных вентиляторов никак не сказывается на продувке жёсткого диска. Внешний датчик, укреплённый на корпусе HDD («Barracuda» 40Gb, 7200) выдал температуру +50.4 градуса! Внутри нагрев вполне может быть ещё выше. Эта тихая «рыба» явно любит свежий воздух. При закрытом корпусе её температура составляет не более +30,5’С, без всякого дополнительного охлаждения.

О совмещении двух вентиляторов, и что это даёт?

Чтобы точно ответить, снова понадобились небольшие эксперименты. На статический стенд устанавливалась пара сдвоенных вентиляторов. Сразу же отмечалось заметное увеличение давления, но не сколько ожидалось. Теоретически давления ступеней должны складываться. При опыте было замечено, что обороты нижнего вентилятора при этом резко увеличивались. Здесь причина и крылась, он работал в закрученном потоке от первого вентилятора, как бы наполовину вхолостую.

Собственно такое построение напоминает схему двухступенчатого осевого компрессора авиационного двигателя. Однако там, между вращающихся колёс с лопастями, установлены стабилизаторы, по сути представляющие собой неподвижные лопатки с определённым углом поворота и тормозящие вращение потока.

Опыт был несколько изменён. Вентиляторы стыковались между собой не вплотную, а соединением, образующим между ними промежуток три сантиметра. Внутри него имелись неподвижные пластины, (оказалось достаточно всего одной перегородки на всю ширину соединения), стабилизирующие поток. Повторные испытания показали, учитывая потери, что давление увеличилось почти вдвое!

При этом, однако, проверка на динамическом стенде показала, что объём потока не изменился. Здесь всё правильно, – если нет сопротивления, не будет и разницы. Собственно, зачем может понадобиться увеличение запаса по давлению (или разряжению), если предыдущие опыты показали, что вполне достаточно одного вентилятора? Да, но если речь идёт только о продувке радиатора. Другое дело если используются различного рода воздуховоды.

В конструировании всегда считалось хорошим тоном совмещение в каком-либо устройстве различных функций. Почему, например, довольно мощному кулеру, помимо продувки радиатора, не выполнять роль вытяжного вентилятора при перевёрнутой установке, а корпусному на задней стенке, – не охлаждать кулер? Тогда потоку преодолевать сложившееся сопротивление радиатора, нормально закрытого корпуса, самого воздуховода, – значительно труднее. Кстати, можно заметить, что если вентиляторы устанавливаются на противоположных концах длинного изогнутого воздуховода, стабилизатор потока не обязателен. Вращение гасится его же сопротивлением.

Ещё о совмещении. Если в системном блоке на передней стенке установлен дополнительный приточный вентилятор, то почему бы ему в первую очередь не дуть на что-то нуждающееся, HDD например? Такое расположение предусматривают некоторые корпуса, либо можно самостоятельно установить винчестер в поток, используя любые крепления, вплоть до детского конструктора. Хороший эффект может дать простейший воздуховод от переднего вентилятора к видеокарте. При этом не обязательно его крепить или делать вплотную к кулеру последней. Может оказаться вполне достаточно прямой струи прохладного воздуха.

Тут кстати можно заметить, что воздуховоды или переходники по направлению потока, могут быть не только сужающимися или равномерными, но и расширяющимися. Если диаметр вентилятора не позволяет продувать всю необходимую площадь, к примеру, радиаторы водяного охлаждения, то лучшее решение будет сделать короткий кожух-переходник. Срабатывает эффект сопла динамического расширения, идущий явно в пользу вентилятора с недостаточным диаметром, делая его поток более равномерным. Это гораздо эффективнее и эстетичнее, чем вентилятор, примотанный изолентой, и где часть площади радиатора не обдувается вообще.

Примером реального применения может служить промышленный теплообменник, изображённый на снимке.

Воздух под давлением подаётся по толстой трубе в направлении, указанном стрелкой. По тонким трубам циркулирует вода. Другой случай: кожух на радиаторе некоторых автомобилей, автобус ПАЗ к примеру. Вентилятор расположен спереди по ходу движения.

ОХЛАЖДЕНИЕ ВОДОЙ. Немного о помпах.

Количество типов и моделей таковых, достаточно велико.

Возможно, такой насос может перекачать 200 литров воды за час с места на место в аквариуме без какого-либо сопротивления, но это вовсе не значит, что он способен поднять за час указанный объём на высоту 0.5 метра. Давление развиваемое насосом, попросту уравновешивается противодавлением водяного столба. Будь столб хоть на миллиметр выше, вода не потечёт вообще.

Кстати, некоторые модели имеют поясняющие квадратичные графики, изображённые прямо на упаковке.

На практике конечно, вода не просто поднимается, но и течёт по обратной трубке, что компенсирует потерю давления. Однако возникает другая проблема. Проходя по различным трубкам, переходникам, ватерблокам, разветвителям, вода преодолевает определённое сопротивление. Поэтому, заявленного расхода может не быть даже близко. Какой же он в таком случае в реальности?

Провести измерение можно и без счётчика воды. Для этого достаточно водой, прошедшей через систему охлаждения, по обратной трубке заполнить любую мерную емкость (пластиковую бутылку, к примеру) и засечь время, сколько это займёт. Если, например, ёмкость 1.5 л. заполнится за 1 мин. 48 сек., то расход будет равен

Конечно, расходная ёмкость должна при этом пополняться, а наполняемая находиться на том же с ней уровне. Компьютер, разумеется, в целом включать не нужно. Вообще-то подобным методом (мерной ёмкости) в настоящей метрологии непосредственно поверяются все счётчики расхода воды.

Если по каким-то причинам расход оказывается недостаточным, а изменение конструкции в целях снижения сопротивления неприемлемо, то выход только в увеличении давления на нагнетании. Иногда для этого устанавливаются последовательно две помпы, но это усложняет конструкцию со всеми вытекающими последствиями. К тому же в этом случае складывается не их производительность, а давление. Гораздо лучший вариант увеличить давление, – установить один, более мощный насос. В отличие от вентилятора, особое увеличение шума в этом случае не грозит.

Q помпы2 = (Q помпы1 : √H помпы1) x √H помпы2 ( 50 литров : √ 0,5 ) x √ 1,3 = 80.2 литра.

Причём расчётные данные точно подтвердились в ходе практических экспериментов. Таким образом, при покупке насоса следует обращать внимание не столько на его производительность в литрах, (она в любом случае обещается больше реально необходимой) сколько на развиваемое им давление!

Все опыты и подготовка к ним заняли очень много времени, но помогли узнать много интересного. Очень буду рад, если кому-то из пользователей полученные данные окажутся полезными. В настоящее же время проведены работы:

Данные в процессе подготовки.

При работе над статьёй использовались следующие материалы и оборудование:

УСПЕХОВ ВСЕМ! CONTINENTAL

Ждём Ваших комментариев в специально созданной ветке конференции.

Источник