Практическое применение основ вентиляции.в разделе "Охлаждение компьютера" на сайте www.electrosad.ru | |||||
| |||||
Охлаждение ПК является комплексной
задачей, где используются 2 этапа теплообмена. Первый, нагретое тело, процессор или другой прибор, передают выделяемое на них тепло в воздух заполняющий внутренний объем корпуса. Этот процесс для устройств с низким тепловыделением происходит напрямую, корпус -> окружающая среда, а для устройств с высоким тепловыделением через, промежуточные узлы - охладители (кулеры), по схеме корпус -> кулер -> окружающая среда. Второй, воздух в корпусе ПК –> окружающая среда. Это осуществляется с помощью системы вентиляции корпуса ПК, которая заменяет нагретый воздух в корпусе на более холодный внешний. Вентиляция ПК, и есть конечный этап отвода тепла в окружающую среду. Поскольку эффективность отвода тепла от процессора определяется перепадом температуры процессор – среда внутри ПК, то для выполнения функции охлаждения определяющей задачей является снижение температуры воздуха внутри ПК до температур максимально близких к температуре окружающего воздуха.
Особенно важна работа вентиляции, когда температура наружного воздуха поднимается до 40-45 град.С или если по какой либо причине снизилась эффективность работы вентилятора. Эффективной можно считать только ту систему вентиляции, которая обеспечивает температуру в корпусе ПК на 2-5 ° С выше наружного воздуха.Есть несколько применяемых сейчас способов выполнить это требование:
В то же время оптимально спроектированная система вентиляции способна обеспечить все эти требования и обеспечить подачу внешнего воздуха к нагретым узлам. Система вентиляции может быть построена:
Последний, наиболее перспективный, поскольку позволяет обеспечить эксплуатацию ПК (при некотором снижении производительности) даже при выходе из строя устройств принудительной вентиляции. Естественная вентиляция работает следующим образом.Если температура воздуха в корпусе ПК = tв и выше наружной температуры t то вес 1 м3 воздуха в килограммах (удельный вес) внутри ПК - γвкг/м3, будет меньше удельного веса атмосферного воздуха γнкг/м3. Тогда вес столба воздуха высотою h, от центра нижних открытых отверстий до центра верхних открытых отверстий, составит: внутри ПК –h γв, в окружающей атмосфере –h γн. Очевидно, что на уровне центра нижних отверстий создается давление, направленное внутрь ПК и равное разности веса столбов наружного и внутреннего воздуха H = h γн - h γв = h (γн - γв) кг!м2 Оно вызывает поступление наружного атмосферного воздуха в объем.Чтобы не было ошибок, обращаю внимание на размерность H - кг/м2, а не кг/см2 (техническая атмосфера). Разница на 5 порядков! Реальные его величина для корпуса Midi Tower и температуре выходящего воздуха 50 град.С составляет H = 0,03 кг/м2.. Ниже приведены графики характеризующие эффективность естественной вентиляции.
При использовании вентиляторов для прокачки воздуха, в разных схемах включения (О схемах включения вентиляторов тут) получаем принудительную вентиляцию. Для удаления выделяемого в корпусе ПК тепла для любого вида вентиляции через него надо пропускать объем воздуха определяемого выражением: м3/час Где: W – отводимые избытки тепла ккал/час, tух – температура воздуха уходящего из корпуса ПК, tпр –температура приточного воздуха, γпр – удельный вес приточного воздуха в кг/м3, С – теплоемкость воздуха в ккал/кг град.И соответственно мощность отводимая из СБ с помощью вентиляции: W = L γпр c (tух – tпр) ккал/час = (L γпр c (tух – tпр)) /0,859845 Вт Разница в величине отводимой мощности W естественной и принудительной вентиляцией в том, что объем проходящего через корпус воздуха для естественной вентиляции определяется естественным перепадом давления между входным и выходным отверстиями и их площадью. А при принудительной вентиляции, только расходом воздуха определяемой вентилятором. Реальный расход всегда ниже паспортного расхода вентилятора, поскольку в воздушном канале существуют потери. По ходу движения поток воздуха теряет свою энергию движения, что выражается в падении давления: (кг/м2) Где: ∆H – потери давления на участке прохождения воздушного потока, λ – коэффициент сопротивления, l – длина пути прохождения воздушного потока, d – средний диаметр по воздушному потоку, v – средняя скорость воздуха м/сек, g – ускорение свободного падения, γ – удельный вес воздуха кг/м3. Если потеря давления по ходу воздушного потока превышает давление, побуждающее к движению, воздушный поток – он не может существовать и вентиляция отсутствует. | |||||
Ниже приведены для сравнения параметры осевого вентилятора и аналогичные характеристики системы естественной вентиляции для оптимизированного корпуса Midi Tower. | |||||
Вентилятор AFB0812HD (Delta) Потребляемая мощность до 1,5 Вт Скорость вращения w = 3100 об/мин, Давление P = 3,84 мм H2O = 0,00037 кг/м2, Скорость V = 0,5 м/сек Расход Q = 62,8 м3/час, Уровень шума = 34дб |
Естественной вентиляции ПК(синяя линия на гафике выше) Потребляемая мощность - нет, Скорость вращения - нет, Давление P = 0,0303 кг/м2, Скорость V до 0,7 м/сек Расход Q = 8,2 м3/час, Уровень шума - нет | ||||
При естественной вентиляции легко достижимы параметры вдвое более высокие, чем указанны в таблице, а расход воздуха может быть увеличен в четыре раза.
Это красная линия на графике. Практически эти характеристики
получены и описаны в серии "Экстремальный
корпус". Вы обратили внимание, осевой вентилятор, имея только шестикратное превышение по расходу, имеет более чем в 1000 раз отставание по давлению.
Величина давления осевого вентилятора мала (о связи давление – расход читайте здесь) и это требует для обеспечения паспортного расхода много меньшие (по крайней мере, на порядок) потерь давления. А для этого необходимо организовать воздушные потоки с минимальными потерями в корпусе ПК, которые должны обеспечивать поступление холодного воздуха к наиболее нагретым узлам. Для организации воздушных потоков должен быть обеспечен свободный проход воздуха, а для этого пути должны быть освобождены от проводов и кабелей. И совсем не факт, что кабели (шлейфы) цилиндрической формы лучше плоских. Плоские шлейфы, повернутые вдоль движения воздуха имеют меньшее сечение и их можно использовать для направления потока воздуха. Главное кабелей находящихся в воздушном потоке должно быть как можно меньше. Физика процессов естественной вентиляции работает при применения корпуса ПК вертикального исполнения. Дата публикации - май 2006 года. | |||||
Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:
|
Процессор и его недокументированные свойства
|
Охлаждение ПК
|
Статьи
|
Полезные советы
|
Ссылки |
Электроника для ПК
| | Linux | Список литературы по вопросам освещенным на сайте | Проекты, идеи | 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. | Дата - 2007 год. Ver.4 |