Компьютерный ресурс У SM

Всё о компьютерах, комплектующих, периферии, мобильных устройствах, софте и аксессуарах к ним

  • INCREASE FONT SIZE
  • DEFAULT FONT SIZE
  • DECREASE FONT SIZE

Проверка эффективности разных вариантов установки вентилятора - Push, Pull, шруды, бутерброд

E-mail Печать
Оглавление
Проверка эффективности разных вариантов установки вентилятора - Push, Pull, шруды, бутерброд
Тесты с Black ICE GTX

Проверка эффективности разных вариантов установки вентилятора - Push, Pull, шруды, бутербродВопрос правильной установки вентиляторов зачастую не менее важен, чем выбор самих вентиляторов. Более того, уже при проектировании системы следует учитывать как будут стоять вентиляторы  - на вдув или выдув, будут продувать радиатор или тянуть из него воздух. Так как же эффективнее расположить с любовью отобранные вертушки на радиатор? Имеет ли смысл установка шрудов? А может лучше сразу по 2 вентилятора в бутерброд? На все эти вопросы я постараюсь ответить, но начать стоит немного с другого.

 

 

 

10,47 кВт*ч – ровно на столько накрутился счетчик тестового стенда при проведении тестов для данной статьи. Если считать, что мощность нагрева была постоянной и составляла 150 Вт, то путем нехитрого подсчета получаем цифру в 69,8 часов. Прибавим сюда время на подготовку к каждому этапу тестирования (смена вентилятора, установка шруда, смена радиатора), замеры уровня шума (80 разных режимов), подготовку фотографий и схем. Минимум набегает на сотню часов, даже больше. Но оно того стоило.

Так почему же могут вообще различаться результаты при различной установке вентиляторов? Казалось бы, что в вязкой среде толкать проще, чем тянуть. Центробежные насосы и помпы обычно обладают высотой подъема в 5-10 раз больше, чем всасывания (речь, понятное дело, идет  о самовсасывающих насосах центробежного типа). Да и с воздухом ситуация схожая: проще весь воздух прогнать, протолкнуть через радиатор, чем тянуть его в обратном направлении. Но всегда есть но.

Есть такие понятия, как ламинарность и турбулентность.

Ламинарность - упорядоченное движение вязкой жидкости (или газа) без междуслойного перемешивания с убывающей от центра трубы к стенкам скоростью потока.

Турбулентность - хаотическое движение жидкости (или газа) с беспорядочным движением частиц по сложным траекториям и почти постоянной по сечению скоростью потока.


При упрощенном рассмотрении ламинарный поток – это река. В центре скорость течения максимальная, а ближе к берегу она постепенно уменьшается. Поток воды, текущий по шлангам в контуре СВО (и не только СВО), тоже можно назвать ламинарным. Но поток воздуха, создаваемый обычным осевым вентилятором ни разу не ламинарный. Более того, он, если можно так сказать, обратно ламинарный в плане скорости движения частиц – в центре скорость минимальна, а по краям – максимальна.

И все бы ничего, но в определении ламинарности присутствует слово «упорядоченное движение». А поток воздуха, создаваемый вентилятором, лишь в редких случаях можно назвать упорядоченным, ему больше подходит слово из определения турбулентности – хаотичный. Но и турбулентностью тут не пахнет – поток совсем не «почти постоянный по сечению».

Что же все это означает на практике? Если мы установим вентилятор на радиатор, то скорость потока изменится незначительно, также незначительно изменится и объем прокачиваемого через радиатор воздуха. Но воздушный поток у нас неравномерный по всему сечению, а это приводит к тому, что создаются мертвые зоны в центре. Часть радиатора обдувается интенсивно, а часть практически без обдува. Уверен, что часть читателей сейчас воскликнет – если средняя скорость потока, например, 3 м/с, то в мертвой зоне она будет, например, 1 м/с, а по краям – 5 м/с. Т.е. по краям скорость выше некой усредненной, следовательно, охлаждаться ламели радиатора будут лучше. Т.е. грубо говоря, когда часть радиатора обдувается потоком 1 м/с, а часть – 5 м/с, будет примерно равно по эффективности тому варианту, когда поток везде постоянен и 3 м/с. Цифры просто для примера.

Мысль интересная, но давайте разбираться. Возьмем радиатор – EK CoolStream RAD-XT. Возьмем вентиляторы – Scythe GT, каждый из которых через этот радиатор при 900 об/мин прокачивает 10,3 CFM, а при 1850 об/мин – 22,1 CFM. Вот разница в скорости потока в 2 раза, сейчас нас не сильно волнует какой именно там поток, рассмотрим именно разницу в эффективности двух потоков воздуха, различающихся по скорости в 2 раза. Смотрим на результаты тестирования этого радиатора: при дельте в 15 °С и при скорости вращения вентиляторов 900 об/мин – 426 Вт рассеиваемой мощности. При 1850 об/мин – 675 Вт. Разница в скорости потока (10,3 CFM и 22,1 CFM) – 114 %. Разница в эффективности охлаждения (426 Вт и 675 Вт) – 58 %. Т.е. грубо говоря, увеличение скорости потока в 2 раза улучшает эффективность охлаждения лишь на 50 %.

Да, можно возразить, что с ростом скорости вращения меняется форма потока, меняется мертвая зона и еще кучу аргументов. Можно, конечно. Но тот факт, что увеличение эффективности охлаждения не пропорционален росту скорости потока (именно в контексте радиаторов СВО) доказан.

Так что же делать рядовым пользователям? Ушлые инженеры придумали штуку под названием шруд (Shroud). Если точнее, то в английской транскрипции слово звучит ближе к «шрауд», но более короткое «шруд» прижилось лучше. Дословно можно перевести как «кожух», а проще говоря – это проставка между радиатором и вентилятором. Задумка в том, чтобы создать некий объем для воздуха, чтобы радиатор продувался именно давлением воздуха, а не закрученным потоком. Дополнительно это должно снизить и уровень шума, т.к. прямой поток воздуха создает намного меньше завихрений и прочих паразитных явлений. Получилось или нет – узнаете чуть позже. Но сразу же хотелось бы сказать, что если положить вентилятор на стол «выдувом» вниз, то расстояние между плоскостью стола и крыльчаткой будет 5-10 мм в зависимости от вентилятора. Да и у радиаторов есть зазор между плоскостью крепления вентилятора и непосредственно самими ламелями, которые еще относят радиатор на те же 5-10 мм.

Итак, приступим. Тесты проводились на двух радиаторах: EK CoolStream RAD-XT 120 и Black Ice GTX 120. Вентиляторы – Scythe GT 1850 об/мин и Noiseblocker PL-2 1400 об/мин. Тестирование проводилось на стенде для испытания радиаторов, мощность нагрева была неизменной – 150 Вт. Эффективность охлаждения отслеживалась по дельте вода-воздух, т.е. насколько выходящая из радиатора вода теплее температуры окружающего воздуха.

Начну со связки EK + Scythe GT:

Push – традиционная установка вентилятора, комплектных винтов отлично хватает, чтобы поставить еще и силиконовую прокладку, которая идет в комплекте к шруду TFC.



Pull – вентилятор устанавливается наоборот, тем самым вытягивая воздух из радиатора. Так же применялась силиконовая прокладка.



Push + Shroud – добавился шруд TFC, винты при этом использовались уже длиной 55 мм (такие же идут в комплекте вентиляторов Triebwerk).



Pull + Shroud – аналогично pull, только добавился шруд. Стоит сказать, что 55 мм винты М3 слишком длинные, несмотря на прокладку, увеличивающую общую толщину конструкции, есть немалый риск упереться в ламели радиатора.



2 Fans – так называемый «бутерброд», когда на радиатор с двух сторон устанавливается по вентилятору.



А теперь посмотрим - что же из всего этого получилось. Для начала без учета уровня шума, сравним эффективность разных вариантов установки вентилятора при одинаковой скорости вращения. Меньше – лучше!



Вариант с установкой сразу двух вентиляторов победил, в этом не было и сомнений. Но удивительно другое – на втором месте Pull, а уже только после варианты с применением шрудов, а Push – в самом конце. Особенно разница заметна на скоростях вращения ниже 1000 об/мин, Push + Shroud лучше, чем просто Push, но Pull в любом случае компактнее и эффективнее. Отмечу, что при установке вентилятора в варианте Pull очень важно позаботиться о надежной герметизации, т.е. силиконовые прокладки крайне желательны, а при затягивании винтов халтурить не стоит.

А что же у нас с шумом? Напомню, что меньше – лучше, т.к. цифра показывает насколько вода теплее окружающего воздуха.



Цифры можно посмотреть на первой диаграмме, а тут они лишь усложнят восприятие. По итогам можно сказать, что при скорости вращения ниже 1000 об/мин шруд действительно полезен, выигрыш может составить до 3-4 С°. С увеличением же скорости вращения традиционный Push немного вырывается вперед. А вот Pull вновь недосягаем, разве что в диапазоне 1000-1300 об/мин с ним может поспорить вариант с установкой сразу двух вентиляторов.
Уже на этом этапе хочется сказать, что разница по большей части минимальна. Да, в тихом режиме можно отыграть несколько градусов, но стоят ли они утолщения всей конструкции на 30 мм?


Впрочем, быть может с другими вентиляторами ситуация изменится? EK RAD-XT 120 + NoiseBlocker PL-2:

Push:



Pull:



Push + Shroud:



Pull + Shroud:



2 Fans:



Если Scythe GT сложно отнести к обычным вентиляторам (больше лопастей, больше диаметр ротора, форма лопастей), то NoiseBlocker PL-2 – практически типичный представитель стандартных вентиляторов. Но изменится ли что-нибудь?



Разброс между различными вариантами установки вентилятора уже меньше, даже при 800 об/мин разница между лучшим и худшим результатом всего  2 °С. Бутерброда вновь в лидерах, с переменным успехом за ним следует Push, а в тихом режиме второе место делят варианты Pull и Pull + Shroud.

А что же у нас с шумом?



И вновь результаты очень плотные, на этот раз разница максимум в один градус в тихом режиме. Но лидера все же выявить можно – это вариант Push. Но справедливости ради нужно отметить, что разница минимальна. А высокий шум сразу двух вентиляторов не позволил выйти «бутерброду» в лидеры, как в случае с Scythe GT.

Подведем промежуточные итоги. Толк от шрудов есть, но не всегда положительный. Герметичность крепления вентилятора к радиатору – залог максимально низкой температуры. С Scythe GT лучший вариант – Pull.

 

 

 



Комментарии  

 
#1 Testillio 20.08.2011 18:57
Отличный познавательный материал, спасибо за титанический труд, Макс!
 
 
#2 AzmRa 20.08.2011 20:15
Материал очень понравился,граф ики читабельны все понятно добротно, ничего лишнего даже курс для начинающего инженера есть :-) . После прочтения материала понял почему в магазинах появились куллеры для ЦП с 2 и 3 вентиляторами - MaxOblivion`у большой респект, жду других материалов 8)
 
 
#3 OnionBoy 21.08.2011 00:50
прошу прощения за нубский вопрос, но что такое шруд?
это что-то вроде рамки для оптимизации воздушного потока?
 
 
#4 MaxOblivion 21.08.2011 13:18
Именно, об этом написан целый абзац + его видно на картинках. Но в реальности особой оптимизации и не происходит.

Эту тему я затронул в итоговом тесте 15 вентиляторов, там же и немного о просчете вентилятора в SolidWork's будет, т.е. наглядное представление воздушного потока. Ожидать появления статьи тут можно через пару дней.
 
 
#5 N01R 21.08.2011 15:57
MaxOblivion спасибо за материал! Очень интересно пишешь, а главное технически грамотно, по существу :)
 
 
Последние материалы на сайте:
Регистрация / Вход
Пожалуйста войдите на сайт, введя свои логин и пароль.


Темы с форума

  • Нет сообщений для показа

Свежие комментарии из DISQUS


d18e1eafc8e01fd7df87315c0528197d