Радиатор начисто порвавший шаблон
Радиатор с ориентировочной площадью 240 см^2, реальная его площадь больше, но ее рассчет был-бы слишком трудоемким из-за сложной формы.
Ребра волнистые совсем не для увеличения площади, а для создания турбулентности. Турбулентность увеличивает эффективность съема тепла с поверхности.
Расчете площади учитывалась только внутренняя часть, внешние ребрышки показанные на 2-м и 3-м фото, я не учитывал т.к. считал их украшением не участвующем в охлаждении.
Разрез в ребристой части - это место для плоской рессоры, которой он и прижимался к процессору.
Радиатор комплектовался вентилятором 50х50х11 мм
12 В 0.12 А
В виду небольших размеров и площади греть радиатор я решил транзистором, для чего просверлил в неиспользуемой части радиатора резьбованное отверстие и посадил туда транзистор
В качестве питания использовал стабилизатор тока максимальной мощностью 18 Вт, тут шаблон и полетел к чертям:
Мощность 18 Вт, а радиатор холодный, в смысле чуть теплый. Отключил вентилятор, радиатор начал прогреваться, дотянул температуру до 60 градусов, включил вентилятор - и радиатор тут-же остыл до изначального состояния... Как? Ожидаемый коэффициент теплоотдачи был 15, ну максимум 20 т.е. на 18 Вт я ожидал температуры как минимум 61 градус но никак не 40.
Подал мощность больше с 2-х аккумуляторов 24 В 3 А 72 Вт - температура начала расти, сколько будет? 120? 150? фиг, остановилась на 86. Перемерял 2 раза - один и тот-же результат.
Измерения вроде верны, может-ли быть такое теоретически?
Используя модель расчета ребристого радиатора - больше 25..30 Вт при 86 градусов не получается. В модели есть скорость воздушного потока, где-же ее посмотреть?
Начал копать инфу по вентиляторам. Традиционно найти полезные данные очень сложно, производители их скрывают, чтоб их изделия нельзя было сравнивать между собой, но кое что накопал:
Производительность зарубежных вентиляторов для компьютера измеряется в CFM - кубические футы в минуту. Для того чтоб работать с этой единицей, ее сначала надо перевести в систему СИ. Кубический фут примерно равен 0.0283 м^3. Множим и получаем м^3 в минуту, у нас обычно меряют вентиляторы в кубометрах в час, тогда полученное значение надо домножить на 60 минут.
Но для подстановки в модель радиатора нам нужны м/сек (метры в секунду). Чтоб их получить, надо производительность разделить на 60 секунд и на площадь вентилятора (в м^2)
Так-же удалось накопать что вентиляторы 50х50х11 бывают очень разные - с разными CFM, и что имея название фирмы вентилятора невозможно найти на него datasheet, когда эта фирма принципиально скрывает полезные параметры. Удалось найти datasheet другой фирмы, в котором указаны обороты крылатки и соответствующий им CFM. Усилием воли было принято что одинаковые по габаритам и скорости крылатки, вентиляторы будут давать равный CFM, итого осталось узнать только обороты.
Провалы на осциллограмме это пролеты лопасти над оптическим датчиком, лопастей 7 т.е. делим полученную частоту на 7, пересчитываем в обороты в минуту = 6214 мин^-1. В даташите находим близкий вентилятор 6100 мин^-1 15.2 CFM. Значит поток у нас 3.65 м/с, но этого все равно глубоко недостаточно для необходимой мощности охлаждения.
Тут я вспомнил что важнейший параметр при расчете коэффициента теплоотдачи - определяющий размер (длина вдоль которой проходит воздух), в модели ребристого радиатора это конечно-же ширина радиатора вдоль ребер. Но наш радиатор можно считать игольчатым, да еще и с широкой прорезью в центре, т.е. поток идет не вдоль ребер:
Синими точками показана проекция крылышек, красными стрелками направление потока воздуха.
Т.е. в модель можно подставить 1/4 от ширины радиатора вдоль ребер, но при этом в 4 раза увеличить ширину радиатора во второй проекции и так-же увеличить число ребер, чтоб сохранить площадь поверхности. Эта правка позволила значительно увеличить рассеиваемую мощность, но она все еще не сходилась с измеренной. Что сойтись с измерениями потребовалось увеличить скорость потока до 4.5 м/с, но есть-то только 3.65... Тут я подумал о эффекте близости: т.е. Расчет потока я делал исходя из габаритного размера Ф50 мм, но тут-то все очень близко, поток никак не может выровняться т.е. он идет с той скоростью, с которой проходит сквозь крылатку. Значительную часть площади вентилятора занимает двигатель, пересчитаем поток точнее: диаметр капота 47 мм, диаметр мотора 25 мм т.е. площадь уже не 0,00196 м^2 а 0,00124 м^2 - тогда поток 5.76 м/с. Так вполне возможно что с учетом сопротивления и распределения по ребрам средний поток выходит 4,5 м/с.
Именно на 4,5 м/с модель сошлась. П.с. вероятно наружные ребра которые я посчитал изначально украшением так-же участвуют в охлаждении за счет турбулентностей создаваемых вылетающими из щелей потоками. П.с. шумовой эффект (шорох, свист) возникает при скорости потока 7 и более м/с.
Заодно я прозрел что прорезь для рессоры совсем не ошибка, а важный элемент резко увеличивающий эффективность радиатора.
В обычном ребристом радиаторе область ребер под мотором вентилятора не используется вообще. Она изолирована от воздушного потока со всех сторон повышенным давлением от крылатки, а тут за счет прорези в нее устремляется воздух.
Какая-же фактическая мощность этого кулера
Если брать температуру внутри блока компьютера 35 градусов а температуру охладителя 60 градусов получается примерно 29 Вт. Такой кулер ставился на процессор Pentium II 450 MHz с топовой мощностью 27.1 Вт и максимальной температурой 70 градусов. Вероятно система охлаждения рассчитывалась на климат УХЛ4 т.е. максимальная температура воздуха 45 градусов.
О так оно, раньше видимо думали головой, а не тем чем обычно...
Ребра волнистые совсем не для увеличения площади, а для создания турбулентности. Турбулентность увеличивает эффективность съема тепла с поверхности.
Расчете площади учитывалась только внутренняя часть, внешние ребрышки показанные на 2-м и 3-м фото, я не учитывал т.к. считал их украшением не участвующем в охлаждении.
Разрез в ребристой части - это место для плоской рессоры, которой он и прижимался к процессору.
Радиатор комплектовался вентилятором 50х50х11 мм
12 В 0.12 А
В виду небольших размеров и площади греть радиатор я решил транзистором, для чего просверлил в неиспользуемой части радиатора резьбованное отверстие и посадил туда транзистор
В качестве питания использовал стабилизатор тока максимальной мощностью 18 Вт, тут шаблон и полетел к чертям:
Мощность 18 Вт, а радиатор холодный, в смысле чуть теплый. Отключил вентилятор, радиатор начал прогреваться, дотянул температуру до 60 градусов, включил вентилятор - и радиатор тут-же остыл до изначального состояния... Как? Ожидаемый коэффициент теплоотдачи был 15, ну максимум 20 т.е. на 18 Вт я ожидал температуры как минимум 61 градус но никак не 40.
Подал мощность больше с 2-х аккумуляторов 24 В 3 А 72 Вт - температура начала расти, сколько будет? 120? 150? фиг, остановилась на 86. Перемерял 2 раза - один и тот-же результат.
Измерения вроде верны, может-ли быть такое теоретически?
Используя модель расчета ребристого радиатора - больше 25..30 Вт при 86 градусов не получается. В модели есть скорость воздушного потока, где-же ее посмотреть?
Начал копать инфу по вентиляторам. Традиционно найти полезные данные очень сложно, производители их скрывают, чтоб их изделия нельзя было сравнивать между собой, но кое что накопал:
Производительность зарубежных вентиляторов для компьютера измеряется в CFM - кубические футы в минуту. Для того чтоб работать с этой единицей, ее сначала надо перевести в систему СИ. Кубический фут примерно равен 0.0283 м^3. Множим и получаем м^3 в минуту, у нас обычно меряют вентиляторы в кубометрах в час, тогда полученное значение надо домножить на 60 минут.
Но для подстановки в модель радиатора нам нужны м/сек (метры в секунду). Чтоб их получить, надо производительность разделить на 60 секунд и на площадь вентилятора (в м^2)
Так-же удалось накопать что вентиляторы 50х50х11 бывают очень разные - с разными CFM, и что имея название фирмы вентилятора невозможно найти на него datasheet, когда эта фирма принципиально скрывает полезные параметры. Удалось найти datasheet другой фирмы, в котором указаны обороты крылатки и соответствующий им CFM. Усилием воли было принято что одинаковые по габаритам и скорости крылатки, вентиляторы будут давать равный CFM, итого осталось узнать только обороты.
Провалы на осциллограмме это пролеты лопасти над оптическим датчиком, лопастей 7 т.е. делим полученную частоту на 7, пересчитываем в обороты в минуту = 6214 мин^-1. В даташите находим близкий вентилятор 6100 мин^-1 15.2 CFM. Значит поток у нас 3.65 м/с, но этого все равно глубоко недостаточно для необходимой мощности охлаждения.
Тут я вспомнил что важнейший параметр при расчете коэффициента теплоотдачи - определяющий размер (длина вдоль которой проходит воздух), в модели ребристого радиатора это конечно-же ширина радиатора вдоль ребер. Но наш радиатор можно считать игольчатым, да еще и с широкой прорезью в центре, т.е. поток идет не вдоль ребер:
Синими точками показана проекция крылышек, красными стрелками направление потока воздуха.
Т.е. в модель можно подставить 1/4 от ширины радиатора вдоль ребер, но при этом в 4 раза увеличить ширину радиатора во второй проекции и так-же увеличить число ребер, чтоб сохранить площадь поверхности. Эта правка позволила значительно увеличить рассеиваемую мощность, но она все еще не сходилась с измеренной. Что сойтись с измерениями потребовалось увеличить скорость потока до 4.5 м/с, но есть-то только 3.65... Тут я подумал о эффекте близости: т.е. Расчет потока я делал исходя из габаритного размера Ф50 мм, но тут-то все очень близко, поток никак не может выровняться т.е. он идет с той скоростью, с которой проходит сквозь крылатку. Значительную часть площади вентилятора занимает двигатель, пересчитаем поток точнее: диаметр капота 47 мм, диаметр мотора 25 мм т.е. площадь уже не 0,00196 м^2 а 0,00124 м^2 - тогда поток 5.76 м/с. Так вполне возможно что с учетом сопротивления и распределения по ребрам средний поток выходит 4,5 м/с.
Именно на 4,5 м/с модель сошлась. П.с. вероятно наружные ребра которые я посчитал изначально украшением так-же участвуют в охлаждении за счет турбулентностей создаваемых вылетающими из щелей потоками. П.с. шумовой эффект (шорох, свист) возникает при скорости потока 7 и более м/с.
Заодно я прозрел что прорезь для рессоры совсем не ошибка, а важный элемент резко увеличивающий эффективность радиатора.
В обычном ребристом радиаторе область ребер под мотором вентилятора не используется вообще. Она изолирована от воздушного потока со всех сторон повышенным давлением от крылатки, а тут за счет прорези в нее устремляется воздух.
Какая-же фактическая мощность этого кулера
Если брать температуру внутри блока компьютера 35 градусов а температуру охладителя 60 градусов получается примерно 29 Вт. Такой кулер ставился на процессор Pentium II 450 MHz с топовой мощностью 27.1 Вт и максимальной температурой 70 градусов. Вероятно система охлаждения рассчитывалась на климат УХЛ4 т.е. максимальная температура воздуха 45 градусов.
О так оно, раньше видимо думали головой, а не тем чем обычно...